O transformador de potencial é o equipamento responsável por fazer a adequação do nível de tensão entre o lado primário (AT ou MT) e secundário (BT) com os seguintes objetivos:
– Aquisição do sinal de tensão para realização de funções de proteção
– Polarização de certas funções de proteção
– Alimentação de cargas e sistemas auxiliares
– Alimentação do sistema de proteção e comando da subestação
Se tratando de subestações de média tensão, quando há a aplicação de mais funções de proteções algumas pessoas ainda tem dúvida de quantos TP’s adotar e qual o melhor esquema a ser adotado.
AQUISIÇÃO DO SINAL DE TENSÃO PARA FINS PROTEÇÃO
Pode-se dizer que essa funcionalidade é a que irá requerer a maior quantidade de transformadores de potencial na subestação. Existem várias proteções que para a sua operação necessitam da leitura de tensão do sistema, seja para atuação da proteção ou para polarização e cálculo de outra grandeza elétrica (impedância e potência). Para isso, é necessário a utilização de 02 ou 03 TP’s, que podem estar conectados de duas formas distintas:
– Ligação Delta Aberto(2TP’s)
– Ligação Estrela (3TP’s)
Pelos esquemas de ligação mostrados anteriormente, percebe-se que a ligação delta tem como saída tensões fase-fase, e a ligação estrela você tem a tensão fase-neutro e fase-fase. Porém, ao realizar a primeira ligação utiliza-se um equipamento a menos, e daí vem o questionamento, qual esquema adotar? Bom, pode-se dizer que o que irá definir qual ligação adotar são as proteções implementadas no relé de proteção. De maneira resumida temos o seguinte:
Ligação Delta Aberto – Funções 27,59,47, 81O/U e 67.
Ligação Estrela – Função 59N,67N e todas as anteriores.
Funções de proteção que necessitam da leitura de tensão fase-terra, com as funções 59N e 67N, não podem utilizar a ligação delta aberto, já que você só tem a leitura de tensão entre fases. Isso ocorre, pelo fato dessas proteções utilizarem para atuação e polarização respectivamente, o sinal de tensão 3V0, obtido a partir da soma das tensões fase-neutro em cada uma das fases. Dentro desse contexto, já entramos também na forma de como é feito a aquisição desse sinal para o relé, que irá impactar também na quantidade de TP’s, ou na especificação do número de secundários. Portanto, para realização da função de proteção 59N, temos 03 possibilidades:
– Realizar a função de forma calculada, ou seja, a partir da leitura das tensões nas 3 fases, o relé faz o somatório interno fasorial e calcula o sinal 3V0. Não há gasto e alteração dos TP’s para aquisição do sinal de tensão, porém deve-se adotar obrigatoriamente a ligação estrela aterrada.
-Realizar de forma medida através de 03 TP’s dedicados ligados em broken delta.
Essa forma não é nada usual, visto que você irá precisar de mais 03 TP’s. Além de aumentar as dimensões físicas da subestação, aumentará também o gasto para aquisição do equipamento.
– Realizar de forma medida através de um outro secundário. Dimensionar os TP’s para aquisição do sinal de tensão com 2 secundários, sendo um ligado em estrela para aquisição do sinal de tensão em cada fase e outro para ligação broken delta para aquisição do 3V0.
Pode ser adotado essa ligação em caso de exigência especifica do cliente ou concessionária de fazer essa proteção de forma medida. Atualmente, todos os relés digitais praticamente conseguem fazer essa proteção de forma calculada com alta precisão e eficiência.
Além dessas proteções, pode ser implementado em casos de minigeração distribuída funções de sincronismo como a 78, 25 e LV/BM. Nesse caso, para o funcionamento adequado temos que fazer a aquisição do sinal de tensão antes e depois da chave(disjuntor) responsável por conectar essas duas fontes. O mais comum é de se utilizar a tensão em uma das fases dos TP’s das demais funções e instalar um outro TP logo depois do disjuntor. Nesse esquema aqui, o ideal é que você tenha os 3 TP’s ligados em estrela antes do disjuntor e um TP do grupo 2 ou 3 depois do disjuntor, ligado fase-neutro em uma das fases, normalmente é a fase A.
ALIMENTAÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO E SERVIÇOS AUXILIARES
Dentro de uma subestação de média tensão, existem algumas cargas que devem ser alimentadas para o correto funcionamento do sistema de proteção e controle. Pode-se dizer que devem ser providos meios de alimentação das seguintes cargas dentro da subestação:
– Alimentação do Relé de Proteção
– Alimentação do Comando do Disjuntor
– Alimentação da Motorização do Disjuntor
– Alimentação da Iluminação Artificial
– Alimentação das tomadas auxiliares
– Alimentação da iluminação de emergência
Para a alimentação dessas cargas citadas acima, o autor considera que não se deve realizar através de nenhum TP que esteja sendo usado para fins de proteção. Isso pode trazer atuação da proteção para uma condição de falta ou defeito em um dos itens acima, e não do equipamento protegido, ocasionando uma atuação de forma inadequada e parando o processo produtivo. Portanto para alimentar todas essas cargas citadas acima, é recomendável o seguinte:
– Utilização de 02 TP’s, um para alimentação da proteção e outro para alimentação das cargas auxiliares. Isso irá garantir uma maior confiabilidade operativa e maximizar o tempo de disponibilidade dessas cargas na subestação. Desvantagem desse arranjo é que você terá um custo maior e irá precisar de mais espaço no cubículo de proteção para fazer a instalação desses equipamentos.
– Utilizar 01 TP para alimentação de todas as cargas. Porém, deve-se realizar a individualização da proteção no secundário do transformador por disjuntor termomagnético para cada um dos circuitos. É muito importante garantir que a potência térmica do TP é superior a demanda de carga dos circuitos alimentados para não ultrapassar os limites de suportabilidade térmico do equipamento.
Esses TP’s normalmente são conectados antes do disjuntor de média tensão ou ainda em alguns casos antes da chave seccionadora. Isso é feito no intuito de manter a alimentação das cargas auxiliares mesmo em caso de abertura do disjuntor por uma atuação da proteção ou até mesmo manobra no sistema.
CONCLUSÃO
Existem diversas possibilidades de utilização dos transformadores de potenciais dentro da subestação de média tensão. De forma geral, o que irá definir qual topologia adotada são as proteções implementas e o espaço físico para instalação dos TP’s. É fundamental ter esses conceitos bem definidos para garantir um sistema flexível, econômico e operativo.
Por: Mesh Engenharia
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