Projeto de sistema de aterramento de parques eólicos

O projeto de aterramento de um parque eólico deve começar com uma campanha de sondagens geoelétricas, realizadas pelas técnicas de Wenner ou Schlumberger, com até cerca de 200 m de abertura AB, nos locais de construção da subestação coletora e dos aerogeradores (duas linhas de medição em cada locação de torre).

Estas medições devem ser complementadas com o relatório de avaliação das formações geológicas e da litologia local, elaborado por geólogo, e pelos levantamentos e sondagens feitos pelo pessoal da geotecnia para o projeto das fundações das torres.

Com base neste conjunto de informações, e adotando um tratamento estatístico, é possível a construção de um conjunto de modelos geoelétricos que seja representativo dos diferentes solos nas locações das torres, que estarão envolvidos nos processos de dissipação de correntes elétricas de falta para a terra.

A partir dos anteprojetos elétrico e civil do parque, é possível então, a definição das alternativas a serem estudadas de implantação de sistema de aterramento para o parque eólico. Nesta etapa dos trabalhos, faz-se necessária a elaboração do estudo de curto-circuito, contemplando a ocorrência de faltas para a terra na SE Coletora e na rede de média tensão (RMT). Este estudo deve calcular as correntes de falta para a terra nos barramentos da SE Coletora e nos cubículos de MT das torres, assim como as contribuições das linhas que alimentam cada ponto de falta.

Nos solos de resistividade média ou baixa (abaixo de 1000 Ωm), e dependendo das dimensões das fundações da torre, o uso das armaduras das fundações e do padrão básico de aterramento especificado pelo fornecedor do aerogerador (considerando a interligação com o poste de transição da RMT), pode ser suficiente para a obtenção de resistências de aterramento inferiores a 10 Ω, como costuma ser exigido pelos fornecedores dos aerogeradores. Nos solos de resistividade elevada (acima de 1000 Ωm), a utilização de condutores contrapeso se faz necessária e, sempre que possível, com a interligação dos aterramentos das torres, por meio dos cabos para-raios da RMT ou por condutores enterrados ao longo do eixo da RMT, tendo em vista a obtenção de uma impedância de aterramento abaixo de 10 Ω.

Definidos os modelos geoelétricos aplicáveis e a topologia preliminar de aterramento das torres, pode-se proceder ao estudo do sistema de aterramento do parque eólico, com a realização de simulações de aplicação de faltas para a terra nos barramentos da subestação coletora e nos cubículos de MT das torres, que permitirão a definição final do sistema de aterramento do parque e a obtenção das seguintes informações:

• resistências de aterramento da SE Coletora e das torres dos aerogeradores;
• mapeamento das tensões de passo e de toque na área da SE Coletora e nas bases das torres.

Dentre os objetos deste estudo, cabe definir as geometrias de aterramento das torres situadas em diferentes estruturas geoelétricas, e se é necessária, a interligação dos aterramentos das torres vizinhas (ou de clusters de torres) e, eventualmente, com a malha da SE Coletora.

As simulações para o cálculo do desempenho dos aterramentos podem ser feitas com duas frequências:

• 60 Hz para as simulações de aplicação de falta para a terra na SE Coletora e nas bases das torres, para cálculo das resistências de aterramento e das tensões de passo e de toque;
• 25 kHz para uma estimativa das impedâncias de aterramento das torres frente a descargas atmosféricas.