Painel móvel de proteção para linhas de transmissão

Instalação tem o objetivo de facilitar a manutenção e garantir confiabilidade e segurança para o sistema elétrico

Com o passar dos anos, houve um aumento significativo no carregamento das subestações de transmissão e distribuição de energia elétrica, mas em vários casos não houve uma “modernização” destas subestações, principalmente, no quesito de proteção e controle. Existem subestações que possuem relés de proteção de décadas passadas e que ainda estão em funcionamento como relés eletromecânicos e eletrônicos, observados nas Figuras 1 e 2.

Figura1e2 - Aula prática

Esses relés possuem componentes que, com o passar dos anos, acabaram perdendo suas características originais, fabricantes deixaram de existir e a manutenção destes ficou cada vez mais difícil de ser realizada.

O projeto surgiu a partir das dificuldades encontradas na hora de se realizar a manutenção preventiva e corretiva da proteção, assim como o processo de retrofit (substituição de um equipamento por outro mais moderno). Assim, este trabalho tem o objetivo de facilitar a manutenção dos técnicos e engenheiros de campo, garantindo confiabilidade e segurança ao sistema e, principalmente, diminuição significativa do tempo de manutenção emergencial e impedimento da linha de transmissão devido a defeitos nos painéis e relés de proteção.

Houve a necessidade de um pequeno investimento para compra do painel de proteção e seus componentes, além do relé de proteção digital. Este painel de proteção móvel pode ser deslocado e instalado em qualquer subestação, necessitando apenas do lançamento e da ligação de alguns cabos que realizam a medição de tensão e corrente, além do comando do(s) disjuntor(es) que ele estará atuando.

Desenvolvimento

A seguir apresentamos como o painel foi montado e testado e também um exemplo real de sua instalação.

Montagem do painel

A princípio, a ideia original era a montagem de um painel pequeno e leve que pudesse ficar exposto ao tempo se preciso, algo com fácil instalação e que pudesse ser ligado em qualquer subestação de nossa regional. Então, foram analisados quais seriam os componentes necessários para atender a toda essa filosofia de proteção existente e também no que diz respeito ao controle e supervisão remotos.

A partir daí foi feito o projeto elétrico em que constam todos os pontos de conexão com réguas, links, chaves, disjuntores para alimentação e relés (auxiliares e do principal), assim como foi escolhido um painel que comportasse tais componentes.

Para este projeto em particular escolhemos o relé de proteção de distância 7SA631 da Siemens, que possui as funções 21, 50/51, 67 e 79 da tabela ANSI.

Finalmente foram feitas a fixação dos componentes e a fiação para conexão entre os mesmos.

Exemplo de instalação

A SE Usina Pinhal (Figura 11) é uma subestação elevadora e de transmissão e tem como fonte dois geradores provenientes da Usina Pinhal que alimentam um transformador de 6.9 kV/138 kV com potência de 10 MVA e duas linhas de transmissão – Eloy Chaves e Barreiro – que são interligadas por uma barra de operação de 138 kV e disjuntores. É uma subestação automatizada e supervisionada pelo sistema atual da CPFL (Figura 12).

A subestação possui uma casa de controle onde ficam os painéis e os relés de proteção tanto do transformador quanto das linhas de transmissão. Pelas Figuras 13 e 14 pode-se observar que ainda não é uma SE digitalizada, possui chaves para comando dos disjuntores, medidores de tensão, corrente e potência analógicos e relés de proteção eletrônicos.

 

Descrição da ocorrência

No dia 18/02/2014, fomos informados que houve o desligamento do disjuntor 52-5 (LT Barreiro) da SE Usina Pinhal por atuação da proteção de distância – relé 21, e que o mesmo não parava ligado. A equipe de linhas de transmissão havia percorrido a LT e não tinha encontrado nada. Toda vez que o disjuntor era ligado, após algum tempo, o relé 21 gerava um trip indicando zona 3.

O Centro de Operação do Sistema (COS) da CPFL notou que toda vez que era colocada uma carga acima de 9,5 MVA, passando pelo disjuntor 52-5, o relé 21 operava.

 

Verificação in loco

Na subestação para verificar o ocorrido e o relé de proteção, ao realizar os ensaios no relé de proteção, foi verificado que o mesmo não estava gerando trip nas zonas 1 e 2 fase C e

na zona 3 fases A e C. Neste relé, a zona 3 é que dá permissão para trip nas demais zonas, logo descobrimos que o relé não estava medindo a corrente que passava na fase C, gerando um desequilíbrio na corrente de neutro devido às correntes passantes nas fases A e B que fazia com que o relé operasse erroneamente para uma carga acima de 9,5 MVA.

O relé de proteção era um DI na Inepar – Figuras 15 e 16 –, eletrônico já com aproximadamente 20 anos de uso, que havia passado por manutenção preventiva em outubro de 2013.

Resolução

Uma vez constatado o problema conforme descrito anteriormente, foi verificado se havia algum relé deste modelo, mas não havia. Então, decidiu-se pela instalação do painel de proteção móvel de linhas de transmissão.

Realizamos então a instalação conforme diagramas de ligação das Figuras 7, 8, 9 e 10.

A montagem final pode ser observada nas Figuras 3, 4, 5 e 6.

Com a instalação, foi possível normalizar o sistema e permitir o início do processo de licitação para retrofit do painel e relés antigos, o que demanda certo tempo e isolamento do painel velho.

Podemos considerar o tempo para todo o processo (deslocamento para SE, ensaios no relé, transporte do painel móvel, instalação e testes com o mesmo) de dois dias úteis.

 

Conclusões

Projeto de simples aplicação, com excelente relação custo-benefício e muita eficiência no que se propõe: praticidade e agilidade para a equipe de manutenção, além da confiabilidade e

segurança para o sistema elétrico.

Temos aplicado esta solução para casos semelhantes, em que linhas de transmissão não podem ficar desligadas, seja por demanda, seja por multas contratuais – pela impossibilidade de gerar e transmitir por um problema na linha de transmissão ou nos equipamentos de proteção que compõem a mesma.

Por questões de planejamento e gestão de riscos, atualmente, existem dois destes painéis, ficando mais preparados para as atividades corretivas e emergenciais que possam acontecer.


Referências bibliográficas

  • Carga de demanda SE/CO. Acesso em 15/04/2014, disponível em:

http://www.ons.org.br/historico/carga_propria_de_demanda_out.aspx

  • P&D – Revista Pesquisa e Desenvolvimento. p.11. Acesso em 15/04/2014, disponível em:

http://www.aneel.gov.br/biblioteca/downloads/livros/Revista%20P&D_05.pdf


*Marcelo Scabora é técnico em Eletrotécnica e engenheiro eletricista, com pós-graduação em Proteção de Sistemas Elétricos. Trabalha como engenheiro de serviços da transmissão na CPFL, regional Sudeste – Campinas (SP).

Carlos Eduardo Borges é técnico em Eletrotécnica e administrador. Trabalha há 33 anos na CPFL, exercendo, atualmente, o cargo de Técnico de Proteção e Automação III, na regional Sudeste – Campinas (SP).

Atualizado em 7 de junho de 2021 por Simone Vaiser

Posts Relacionados

Política de Privacidade
When you visit our website, it may store information through your browser from specific services, usually in form of cookies. Here you can change your privacy preferences. Please note that blocking some types of cookies may impact your experience on our website and the services we offer.
O Setor Elétrico