Subestação pré-fabricada compacta

Edição 106 – Novembro de 2014
Por Camila Zimmer*

Subestação pré-fabricada compacta é definida como um conjunto de equipamentos pré-testados composto de um único invólucro contendo transformador, cubículo de média tensão (MT) e chaves seccionadoras de saída de baixa tensão (BT). Estas subestações são utilizadas em locais em que existe a necessidade de uso de energia elétrica em BT a partir de uma fonte MT em áreas de acesso ao público, como, por exemplo, em centros urbanos, em áreas residenciais e industriais ou temporariamente como em canteiros de obra e eventos.

As subestações podem ser fabricadas em invólucro de concreto ou aço e são projetadas e testadas conforme a norma IEC 62271-202, que engloba os ensaios de arco interno, elevação de temperatura, dielétricos, grau de proteção, entre outros testes que asseguram a confiabilidade, a segurança de operação e a manutenção do equipamento.

Como vem ocorrendo em centros urbanos, as redes elétricas de MT e BT estão sendo substituídas por redes subterrâneas. Isso se deve à vulnerabilidade do sistema de distribuição aérea, poluição visual e risco de acidente. A tarefa de se enterrar uma rede elétrica não é simples, pois conflita com redes de água, de esgoto e de telecomunicação já existentes e que, na maioria das vezes, não são registradas, catalogadas e compartilhadas entre as diversas concessionárias.

Em centros urbanos onde a rede elétrica já foi enterrada, o ambiente comercial capitaliza um ganho e os pedestres são presenteados com a melhoria. Há evidência do aumento da demanda, o que, na maioria das vezes, compromete o sistema elétrico.

A solução atual adotada pela maioria das concessionárias de energia elétrica é a instalação de um transformador e a instalação de um quadro de distribuição em baixa tensão (QDP) do tipo pedestal, conforme mostra a Figura 1.

Essas instalações devem ser instaladas em locais protegidos, uma vez que o alojamento da conexão de MT não é a prova de arco interno, colocando os transeuntes em risco. Os transformadores pedestais que estão sendo utilizados não oferecem a proteção trifásica do sistema e também não permitem seu desligamento individual quando instalados em série.

As subestações pré-fabricadas compactas, conforme a Figura 2, permitem sua instalação junto a passeios públicos e em edificações com pouco espaço disponível para tal. A alimentação da MT é conectada a um cubículo blindado e isolado em SF6, normalmente de três vias, que permite a manobra (liga/desliga) com uma chave seccionadora de abertura em carga, bem como uma segunda chave para um ramal de derivação, além de possuir uma terceira chave com proteção trifásica por fusível ou disjuntor que alimentará um transformador a seco ou a óleo de média tensão 13,8 kV/380 V ou 13,8 kV/220 V. As potências do transformador podem ser de até 2.000 kVA para as subestações denominadas “compactas”, próprias para centros urbanos.

A distribuição em BT é feita com várias chaves seccionadoras trifásicas com abertura e proteção trifásica e alimentará vários consumidores, permitindo o desligamento individual sem necessidade de prejudicar os outros consumidores da mesma fonte.

As subestações pré-fabricadas são projetadas para assegurar uma alimentação elétrica com alto grau de confiabilidade com as interligações entre os compartimentos MT, BT e transformador isolado e blindado, além de garantir que o público próximo à subestação não corra o risco de se acidentar no caso de um arco interno.

Configuração

Diversas configurações podem ser realizadas nas subestações compactas, por exemplo:

• Duplo alimentador com a utilização de chave reversora (hospitais e centros TI);
• Liga/desliga das chaves de MT, no compartimento de BT (não requerem EPIs especiais);
• Operação remota das chaves seccionadoras de MT.

Versões

As subestações pré-fabricadas compactas disponibilizadas no mercado podem ser nas seguintes versões:

• Com ou sem acesso do operador de rede;
• Semienterrada (transformador a óleo);
• Sobrepor (transformador a óleo ou a seco).

De maneira geral, a IEC 62271-202 prevê as condições mínimas para correto funcionamento das subestações pré-fabricadas compactas. Os ensaios de tipo requeridos mínimos são:

• dielétrico;
• elevação de temperatura;
• grau de proteção;
• resistência mecânica;
• arco interno.

Conforme previsto na norma, o ensaio de verificação do nível de ruído emitido pela subestação pré-fabricada compacta deverá ser acordado entre fabricante e consumidor final.

Visando minimizar o impacto ambiental de uma subestação pré-fabricada no local de sua instalação, a pintura poderá ser adequada conforme o caso.

*Camila Zimmer é engenheira eletricista da Elos Eletrotécnica.