A disponibilidade de energia em uma instalação, seja ela industrial, comercial ou predial é fator crítico para que ela se mantenha funcional. Sendo assim, pode-se pensar e projetar uma instalação de forma que haja o menor tempo de interrupção possível, diminuindo prejuízos, e maximizando a disponibilidade de utilização de todas as cargas instaladas. Dentre desse contexto, a subestação de energia é parte fundamental desse processo, e hoje vamos falar um pouco de implementações que podem ser utilizadas para alcançar o objetivo mencionado acima.
Causas de Falhas de Interrupção
No caso de uma interrupção global da alimentação das cargas da planta, normalmente o problema está relacionado com a concessionária ou então a subestação de entrada do cliente. Isso ocorre, pois as cargas da planta em sua grande maioria se encontram depois da subestação instalados em média ou baixa tensão, sendo a maioria em níveis de tensão inferiores.
Portanto, pode-se listar algumas causas comuns de defeitos e problemas que causam uma parada temporária por períodos curtos ou longos na alimentação das cargas do cliente a depender do sinistro ocorrido:
– Interrupção de fornecimento da concessionária;
– Queima do transformador de potência que alimenta a planta;
– Disjuntor Principal Danificado;
– Queima de condutores que interliga a subestação as cargas;
– Mufla Estourada
– Dentre outras
Além disso, em um determinado momento o sistema deverá parar para manutenção programada, sendo muito interessante que determinadas ações sejam possíveis de serem feitas de forma segura sem que haja a interrupção de fornecimento de energia total da planta.
Topologia Exemplo de uma Subestação Industrial
Imagine por exemplo que existe uma planta industrial que possua o seguinte arranjo para sua subestação:
Com base no unifilar acima, vamos verificar quais as formas possíveis de funcionamento e alimentação das cargas caso alguma das contingências ou situação listadas anteriormente aconteça. Vale ressaltar, que o esquema de dupla alimentação é uma solução adotada para clientes específicos desde que acordado e aprovado pela concessionária, apesar de não ser uma situação corriqueira de ser vista. As demais soluções e artifícios apresentados são comuns e aplicadas largamente em diversas instalações. Basicamente temos uma subestação que recebe energia através de dois alimentadores distintos da concessionária, o que gera redundância para falta de alimentação por um dos lados.
Normalmente, quando existe esse sistema, um alimentador é o principal e o outro em situação de contingência, caso o outro interrompa o fornecimento. Sendo assim, existe um sistema de controle que faz a comutação dos alimentadores para fornecimento de energia do cliente.
Além disso, percebe-se que temos 02 transformadores de potência instalados na subestação ambos com disjuntores no seu primário e secundário. Como esses equipamentos possuem características idênticas, existe a possibilidade de operar de diferentes formas:
– Em paralelo dividindo a carga entre eles
– De forma individual alimentando uma seção do barramento
– De forma individual alimentando duas seções do barramento
Ao analisar os esquemas de funcionamento acima, percebe-se que as cargas se mantêm alimentadas mesmo após diversas contingências, seja devido a falha ou manutenção de um determinado ativo. A única contingência (N-1) que interrompe de fato a alimentação das cargas pela concessionária é uma falta ou defeito no barramento principal que interliga os alimentadores.
Nesse caso, para manter as cargas alimentadas, a instalação deveria possuir esquema de geração própria para quando faltar a alimentação da concessionária, as cargas serem alimentadas por esse gerador. Pensando nisso, poderia ser implementado por exemplo, complementando o arranjo anterior o seguinte esquema de geração:
Quando houver a indisponibilidade da alimentação pela concessionária por ambos os alimentadores, esse gerador irá assumir as cargas de forma parcial ou total, a depender da potência instalada de geração e a sequência de prioridade das cargas.
Conclusão
Existem diversas topologias que podem ser utilizadas para maximizar o fornecimento de energia elétrica numa instalação. A utilização de determinada solução está amplamente relacionada com o custo do tempo de parada de fornecimento e a criticidade do processo envolvido. Conhecer as possibilidades existentes e a vantagem de cada arranjo é fundamental.
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Um abraço e até a próxima,
Equipe Mesh Engenharia
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