As usinas fotovoltaicas tem crescido bastante nos últimos anos. Um dos setores de maior penetração desse tipo de geração são os setores de microgeração(75kW) e minigeração (acima de 75kW até 5MW) no qual 98% é devido a fonte solar fotovoltaica segundo infográfico da Absolar. Pode-se dizer que a diferença básica entre a micro e minigeração é a tensão de conexão. Para microgeração você pode fazer a conexão na rede de baixa tensão da concessionária, entretanto para a Minigeração você precisa fazer a conexão necessariamente na média ou alta tensão, sendo necessário uma subestação para adequação do nível de tensão. A microgeração compreende fontes de geração que se limitam a 75kW enquanto a minigeração vai de 75kW até 5MW.
Conexões de Minigeração Distribuída
Para que uma determinada instalação entre na modalidade de minigeração distribuída, obrigatoriamente ela deve ser atendida em média ou alta tensão como dito anteriormente. Sendo assim, para fazer a adequação da tensão de fornecimento da concessionária e a tensão de utilização das cargas dentro da planta, é necessário um transformador trifásico de acoplamento.
Basicamente existem 04 tipos de subestações mais comumente adotadas segundo normas técnicas das maiores concessionárias do país:
- Subestação Aérea
- Subestação Abrigada em Alvenaria
- Subestação Blindada
- Subestação ao tempo
Segundo a NBR14039, norma responsável por falar as diretrizes para instalação de média tensão, para instalações que possua potência instalada menor que 300kVA deve ser utilizado para proteção disjuntor de média tensão acionado por proteção secundária ou fusível na média tensão mais disjuntor na baixa tensão.
Para instalações com potência instalada acima de 300kVA, deve-se obrigatoriamente utilizar disjuntor acionado com proteção secundária. No caso de instalações que possuam geração acima de 75kW, cada concessionária irá definir os critérios para conexão, normalmente relacionados com o sistema de proteção, o que irá influenciar diretamente na especificação ou alteração da cabine primária.
Layout Geral
Dentre as questões discutidas anteriormente é importante salientar que essas diretrizes se aplicam para os cubículos de medição e proteção ficando a cargo do projetista o dimensionamento do cubículo de transformação quando esse estiver em um ambiente diferente da cabine primária, seguindo sempre as recomendações contidas na ABNT como a NBR14039 para instalações de média tensão.
Em usinas maiores de Minigeração, com potência de até 5MW, normalmente coloca-se o transformador mais próximo possível dos inversores, para economizar com os condutores de baixa tensão que possuem seções maiores e um número maior de condutores por fase.
Além disso, a depender do número de proteções a serem utilizadas você pode ter alterações nas dimensões da subestação, devido o número de transformadores de potenciais utilizados. Você pode chegar a ter vários transformadores de potencial em um cubículo ou ambiente, com as seguintes funções:
– 02 ou 03 TP’s para aquisição do sinal de tensão;
– 01 TP para alimentação de cargas auxiliares;
– 01 TP para alimentação do sistema de proteção;
– 01 TP para funções de Sincronismo;
– 03 TP’s para fazer a função 59N;
Você pode realizar agrupamentos e junções para utilizar menos TP’s mantendo o nível de confiabilidade da proteção, como por exemplo.
– 03 TP’s com duplo secundário, sendo 1 secundário para a função 59N.
– 01 TP para alimentação de todas as cargas, segregando o sistema de proteção das cargas auxiliares por disjuntores termomagnéticos distintos no circuito secundário, para fazer a proteção individual de cada um dos circuitos.
– Utilizar um TP com duplo secundário sendo um para realizar sincronismo e outro para alimentação das cargas auxiliares.
Proteções pedidas para Minigeração Distribuída
Em subestações de minigeração distribuída é exigida várias funções de proteções que devem ser utilizadas para a concessionária aprovar a conexão da geração. Aqui serão listadas as principais funções de proteção pedidas de acordo com o Módulo 8 do Prodist e as normas de fornecimento das concessionárias. Essas funções de proteção não necessariamente devem ser realizadas pelo mesmo dispositivo. Algumas delas são aplicadas por exemplo no inversor de frequência e outras são aplicadas no relé de proteção, que pode atuar no disjuntor de média ou baixa tensão. As principais funções utilizadas podem ser resumidas no quadro abaixo:
Tabela 1 – Proteções que podem ser utilizadas Mini GD
Para saber quais funções de proteção serão adotadas deve-se consultar a norma da concessionária. Normalmente as proteções utilizadas variam a depender da potência de geração da usina, conforme podemos ver abaixo:
Para um detalhamento maior de como deverá ser feito a proteção deve-se consultar o diagrama unifilar para verificar em quais disjuntores cada uma das funções de proteção deve atuar. A partir daí você tem as informações necessárias para definições da subestação de conexão, tanto para instalações já existentes como instalações novas. É importante ressaltar que para instalações novas o tipo construtivo escolhido deve estar de acordo com a norma de fornecimento em média tensão da concessionária. Em caso de instalações existentes, devem ser feitas as alterações para garantir que todas as proteções pedidas serão implementadas.
Referências Bibliográficas:
ND5.3 – Fornecimento em tensão primária
GED15303 – Conexão de Micro e Minigeração na CPFL
NBR14039 – Instalações de Média Tensão de 1kV a 36,2kV
NDU002 – Fornecimento em Tensão Primária Energisa
NDU015 – Conexão de Micro e Minigeração Distribuída Energisa
ABSOLAR – https://www.absolar.org.br/
Por: Mesh Engenharia
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