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  • 2008 Faculdade de Engenharia da

    Universidade do Porto Disciplina: Concepo e ProjectoDocente: Antnio Machado e Moura

    Lcio dos Santos Lus da Silva Pedro Landolt Tiago Dias

    [PROJECTO SUBESTAOProjecto Subestao MT/AT

    16 de Junho de 2008

    Disciplina: Concepo e Projecto

    PROJECTO SUBESTAOProjecto Subestao MT/AT - 60kV/15kV, Memria Descritiva e Justificativa

    16 de Junho de 2008

    PROJECTO SUBESTAO] Memria Descritiva e Justificativa

  • Pg. 1

    1. Introduo ao Tema

    1.1 Objectivo. Campo de localizao

    O presente projecto estabelece as caractersticas tcnicas que a subestao tipo AT/MT

    dever respeitar, neste caso, subestao tipo 60/15 kV, bem como os seus diversos

    equipamentos e materiais constituintes e as regras que devero ser cumpridas na construo

    da mesma.

    Os principais objectivos que se pretendem atingir com o projecto tipo de subestao,

    so os seguintes:

    Estabelecimento de um projecto normalizado que articule as diferentes reas

    tcnicas de uma subestao Construo Civil, Equipamento e Sistema de

    Proteco, Comando e Controlo Numrico;

    Definio de uma soluo modular e flexvel que permita adaptar-se s

    necessidades especficas da rede e acompanhar a sua evoluo;

    Simplificao das solues tcnicas a adoptar nas diferentes reas do projecto

    da subestao e consequente optimizao do espao necessrio para a sua

    implementao;

    Reduo dos prazos e dos custos de projecto e construo;

    Melhoria dos nveis de continuidade e qualidade de servio.

    Este projecto destina-se a ser aplicado em instalaes localizadas em reas rurais ou

    semiurbanas da rede de distribuio, neste caso, dimensionada para 60/15kV e para uma

    potncia de transformao mxima de 2 x 40 MVA. Considera-se um nmero mximo

    previsto de painis de linha de AT e MT para interligao rede 6 painis de AT, 20 painis

    de 15kV.

  • Pg. 2

    2. Concepo Geral

    2.1 Princpios Bsicos, Caracterizao Geral

    A concepo geral do projecto tipo de subestaes AT/MT ser regido pela satisfao

    dos seguintes princpios bsicos:

    Segurana geral das pessoas e bens

    Simplificao e padronizao da construo

    Facilidade de conduo e manuteno

    A elaborao deste projecto tipo de subestaes AT/MT teve em considerao a

    regulamentao de segurana em vigor, nomeadamente:

    Regulamento de Segurana de Subestaes e de Postos de Transformao e

    de Seccionamento publicado pelo DL n 42 895, de 31 de Maro de 1960 e

    respectivas alteraes;

    A subestao tipo AT/MT (60/15 kV) ser uma instalao mista, com aparelhagem de

    montagem exterior a instalar no Parque Exterior de Aparelhagem e de montagem interior, a

    instalar no Edifcio de Comando.

    Os painis AT (60kV) sero dispostos frente a frente no Parque Exterior de

    Aparelhagem de modo a reduzir o espao necessrio sua implantao. O esquema elctrico

    destes painis ser estabelecido de forma a realar quer o esquema de conjunto quer os

    circuitos individuais da subestao, aspectos que constituem importantes factores de

    segurana por contriburem para minimizar o risco de realizao de falsas manobras.

    No Parque Exterior de Aparelhagem sero tambm instalados os equipamentos

    complementares de MT (15kV), tais como os escales das baterias de condensadores, os

    descarregadores de sobretenses, os transformadores de servios auxiliares e as impedncias

    limitadoras da corrente de defeito terra.

    As vias de acesso e de circulao no Parque Exterior de Aparelhagem sero

    dimensionadas de modo a permitir a acessibilidade da subestao mvel de recurso

    instalao em situao de avaria ou de trabalhos programados.

    O edifcio de Comando ser constitudo por uma sala ampla onde ficar instalado o

    equipamento principal de MT quadro metlico blindado e os sistemas de alimentao e de

    comando e controlo, estes ltimos integrados em armrios prprios para o efeito.

    O quadro metlico de MT ser do tipo blindado, estando os equipamentos de MT e BT

    dispostos no interior de compartimentos distintos e completamente fechados em todas as

  • Pg. 3

    suas faces por divisrias metlicas. No caso de existirem dois barramentos de MT, as celas de

    cada um deles ficaro dispostas em dois alinhamentos paralelos de modo a reduzir a rea do

    Edifcio de Comando.

    Sero previstos os sistemas de encravamento necessrios ao funcionamento da

    instalao em condies de segurana que impeam falsas manobras da aparelhagem de AT e

    de MT.

    Deste modo, existiro conjuntos de encravamentos, quer elctricos quer mecnicos,

    para os nveis de tenso de AT e de MT da subestao, destinados a garantir que a manobra

    de um aparelho esteja condicionada ao cumprimento de determinadas condies, tais como a

    posio de outros aparelhos do mesmo painel ou de painis distintos.

    O sistema de proteco, comando e controlo ser de tecnologia digital, constitudo por

    unidades de painel e uma unidade central, interligadas por uma rede de comunicao local em

    fibra ptica, e concebido de forma a permitir o funcionamento da subestao em regime no

    assistido por pessoal operador.

    Este sistema assegurar o comando e a superviso da subestao, no local e distncia,

    atravs das funes de proteco, automatismo e encravamento definido para cada painel.

    A compensao do factor de potncia ser assegurada pela instalao de um painel de

    bateria de condensadores, composto por um ou dois escales de condensadores, ligado a

    cada barramento de MT.

    O regime de neutro considerado para o andar de MT da subestao ser o de ligao

    terra atravs da criao de um neutro artificial, que ser assegurado pela instalao de uma

    reactncia trifsica limitadora da corrente de defeito fase-terra, ligada a cada barramento de

    MT, podendo temporariamente funcionar em regime de neutro isolado. No entanto, a

    concepo do projecto garante, igualmente, o correcto funcionamento da instalao em

    regime de neutro isolado permanente no andar MT, bastando para o efeito uma adequada

    parametrizao das funes de proteco. A criao do neutro da rede de MT atravs da

    instalao de uma reactncia de neutro em cada barramento MT permitir obter uma soluo

    normalizada para os diferentes nveis de tenso contemplados no projecto,

    independentemente do grupo de ligaes dos transformadores de potncia AT/MT.

    A alimentao dos Servios Auxiliares de Corrente Alternada da subestao ser

    assegurada pela instalao de um Transformador de Servios Auxiliares MT/BT, ligado a cada

    barramento de MT.

    No Edifcio de Comando sero adoptadas medidas construtivas que permitiro um nvel

    de isolamento trmico de modo a garantir uma temperatura mdia interior entre 15 C a 25

    C. De modo a melhorar o comportamento da temperatura interior do edifcio, prev-se a

    instalao de ar condicionado.

    A planta da subestao desenhada em AutoCAD, encontra-se em anexo, nas Folhas n

    1 e 2, Vista de perfil e Planta.

  • Pg. 4

    2.2 Definies de Painis

    Os tipos de painis constituintes dos andares AT e MT do projecto, e respectiva funo:

    Painis AT:

    Linha AT/Transformador de Potncia AT/MT assegura a ligao directa entre

    a linha de distribuio de AT e o primrio do transformador de potncia AT/MT

    Linha AT Assegura a ligao entre o barramento AT e a respectiva linha de

    distribuio de AT.

    Transformador de Potncia AT/MT assegura a ligao entre o barramento AT

    e o primrio do transformador de potncia AT/MT.

    Potencial de Barras AT Assegura a ligao entre o barramento AT e os

    transformadores de medida de tenso do barramento.

    Assegura a ligao de dois barramentos entre si.

    Painis MT:

    Chegada Transformador de Potncia Assegura a ligao entre o secundrio

    do transformador de potncia AT/MT e o barramento do quadro metlico.

    Linha MT Assegura a ligao entre o barramento do quadro metlico e a

    respectiva linha de distribuio de MT.

    Bateria de Condensadores - Assegura a ligao entre o barramento do quadro

    metlico e a bateria de condensadores de MT.

    Transformador de Servios Auxiliares e Reactncia de Neutro Assegura a

    ligao entre o barramento do quadro metlico e o transformador MT/BT de

    servios auxiliares e a reactncia de criao de neutro artificial.

    Potencial de Barras MT Assegura a ligao entre o barramento do quadro

    metlico e os transformadores de medida de tenso do barramento.

    Interbarras MT Assegura a ligao de dois barramentos entre si.

    Ligao de Barras Assegura a ligao de cada barramento cela de internars.

    O esquema unifilar da subestao, encontra-se nas plantas desenhadas em AutoCAD,

    na Folha n 4, em anexo

  • Pg. 5

    2.3 Condies de Servio

    As condies de servio previstas para a subestao sero as seguintes:

    Altitude - < 1000 m.

    Temperatura mxima e mnima do ar ambiente -10C e 40C.

    Presso mxima do vento 80 dN/m2.

    Nvel de poluio mdio.

    Nas instalaes localizadas em ambiente costeiro ou industrial de elevada poluio

    dever ser considerada aparelhagem de montagem exterior para nvel de poluio forte ou

    muito forte.

    2.4 Caractersticas Gerais das Redes Elctricas

    Esta subestao ter caractersticas compatveis com as redes elctricas de AT e MT em

    que se ir integrar, esto as caractersticas enumeradas no quadro abaixo:

    Caractersticas Un Rede de 60 kV

    Rede de 15 kV

    Nmero de fases 3 3 Tenso Nominal kV 60 15

    Tenso Estipulada kV 72,5 17,5 Valor Eficaz da Corrente Estipulada de Curta

    Durao (3s) kA 25 16

    Valor de Pico da Corrente Estipulada de Curta Durao

    kA 63 40

    Frequncia Nominal Hz 50 50 Factor de Defeito Terra 1,73 1,73

    Sobretenses Temporrias - Sobretenso fase-terra -Durao

    P.u.

    Seg.

    1,73

    3

    1,73

    3

    Factor de Defeito Terra 1,73 1,73 Sobretenses Temporrias

    - Sobretenso fase-terra -Durao

    P.u.

    Seg.

    1,73

    3

    1,73

    3

  • Pg. 6

    2.5 Correntes Estipuladas dos Painis AT e MT

    As correntes estipuladas para as quais sero dimensionados os painis e barramentos

    AT e MT so:

    Painis AT Corrente estipulada (A) Barramento 1500

    Linha / Transf. Potncia AT/MT 400 Linha 1250

    Transf. De Potncia AT/MT 400

    Interbarras 1250

    Painis MT Corrente Estipulada (A)

    15 kV

    Barramento 1600 Chegada Transf. Potncia AT/MT 1600

    Interbarras 1600 Ligao de Barras 1600

    Transf. Servios Auxiliares + Reactncia de Neutro 630 Bateria de Condensadores 630

    Sada da Linha 630

  • Pg. 7

    3. Estruturas e Ferragens

    3.1 Estruturas Metlicas

    As estruturas metlicas a instalar no Parque Exterior de Aparelhagem devero respeitar

    os planos construtivos, estando o seu dimensionamento calculado de modo a resistirem

    eficazmente conjugao dos esforos resultantes das foras de traco, do peso e do vento

    que sobre elas sejam exercidos.

    As plantas desenhadas em AutoCAD dos equipamentos que constituem as estruturas

    metlicas encontram-se em anexo, sendo elas:

    Prtico.

    Descarregador de sobretenso AT de fase painel linha.

    Descarregador de sobretenso AT de fase e neutro painel TP.

    Disjuntor AT.

    Isoladores de suporte para barramento AT.

    Seccionador de barramento AT.

    Seccionador de linha AT.

    Ferragem para fixao comando seccionador AT.

    Transformador de corrente AT painel linha.

    Transformador de corrente AT painel TP.

    Transformador de tenso barras AT.

    Transformador de tenso linha AT.

    Caixas fim de cabo, isoladores de suporte e descarregadores de sobretenso

    MT.

    Subida de cabos AT.

    Armrio de reagrupamento de cabos.

    Coluna de iluminao.

    Tapetes e bancos equipotenciais.

    Os prticos de amarrao de linhas AT, sero dimensionados para um esforo de

    traco de 1500 daN numa direco perpendicular ao prtico, por fase, no caso dos

    condutores, e de 500 daN tambm numa direco perpendicular ao prtico, por cabeote, no

    caso dos cabos de guarda.

    As estruturas metlicas de suporte da aparelhagem AT e MT possuiro uma nica

    coluna de apoio, em posio central, executada em tubo de perfil quadrado de ao.

    Exceptuam-se os seguintes casos, nos quais as estruturas metlicas sero dotadas de duas

    colunas de apoio: suporte dos disjuntores de AT, devido aos esforos e vibraes provocados

    pelo seu funcionamento, e suporte dos descarregadores de sobretenso fase-terra e neutro-

  • Pg. 8

    terra, de forma a facilitar a ligao do neutro do TP, independentemente da sua posio

    relativa.

    Todas as estruturas metlicas de suporte de aparelhagem AT e MT e prticos de

    amarrao de linhas AT sero fixados, aos respectivos macios. Por intermdio de

    chumbadouros metlicos, de modo a facilitar a sua montagem e alinhamento.

    A proteco anticorrosiva das estruturas metlicas e seus acessrios ser assegurada

    por galvanizao por imerso em banho de zinco quente, com excepo dos parafusos, porcas

    e anilhas, que sero de ao inox.

    3.2 Armrios

    3.2.1 Armrios de Reagrupamento de Cabos

    Estes armrios tm como objectivo diminuir o nmero de cabos BT entre o Parque

    Exterior de Aparelhagem e o Edifcio de Comando e garantir o agrupamento de determinados

    circuitos.

    Para isso, vo ser instalados os seguintes armrios:

    Transformadores de Corrente.

    Transformadores de Tenso de Linha AT.

    Transformadores de Tenso de Barramento AT.

    Transformador de Potncia.

    Tomadas de BT.

    Transformador de Servios Auxiliares.

    Estes armrios sero concebidos para montagem exterior, com grande resistncia aos

    agentes atmosfricos, e fabricados em polister prensado, sendo instalados nas estruturas

    metlicas associadas aos respectivos equipamentos ou em estruturas metlicas de suporte

    prprias.

    O armrio de reagrupamento de cabos do transformador de potncia 60/15 kV, estar

    preparado para a ligao dos seus circuitos de comando e controlo por intermdio de fichas

    extraveis, com a finalidade de facilitar a substituio do mesmo.

  • Pg. 9

    3.2.2 Armrios de Comando e Controlo

    O armrio de comando (armrio SPCC) ser concebido de modo a receber a unidade

    central, o Posto de Comando Local e os equipamentos da rede de comunicao local.

    Os armrios de comando e controlo sero concebidos de modo a receber os

    Dispositivos Electrnicos Inteligentes dos painis AT do Sistema de Proteco, Comando e

    Controlo Numrico, os equipamentos complementares necessrios ao correcto

    funcionamento destes painis e ligao dos cabos de BT.

    Instalados em armrios idnticos a estes ltimos, estaro os equipamentos destinados

    as sistema de contagem, qualidade de energia e sistema de comunicaes, bem como os dos

    Servios Auxiliares de Corrente Alternada e Contnua, incluindo os seus Dispositivos

    Electrnicos Inteligentes, dos quais falaremos mais frente.

    De acordo com os painis AT e os sistemas a integrar nos armrios de comando e

    controlo, vo existir os seguintes tipo de armrios:

    Linha AT (at dois painis de linha por armrio).

    Transformador de Potncia 60/15 kV e Regulao de Tenso.

    Interbarras e Potencial de Barras I e II AT.

    Servios Auxiliares de Corrente Contnua.

    Servios Auxiliares de Corrente Alternada.

    Contagem.

    Qualidade de Energia.

    Comunicaes.

    Os armrios de comando e controlo sero instalados sobre estrutura metlica. A parte

    frontal ser dotada de piso falso para facilitar a passagem e ligao dos cabos de BT,

    provenientes da aparelhagem AT e MT e de interligao entre armrios.

  • Pg. 10

    3.3 Parque Exterior de Aparelhagem

    O presente projecto composto por uma rea de parque exterior onde so instalados:

    Os macios de beto armado para suporte das estruturas metlicas.

    Os canais para passagem dos cabos de potncia e comando e controlo.

    As caixas de visita dos cabos de MT, BT e de terras.

    As redes de terras.

    As redes de drenagem de esgotos pluviais e residuais e de rede de distribuio

    de gua; e rede de drenagem do leo do transformador.

    As zonas de circulao que permitem o acesso ao edifcio ou ao equipamento

    dos meios necessrios montagem, reparao ou substituio dos

    equipamentos.

    Prev-se a possibilidade de instalao dos postes de chegada das linhas areas de alta

    tenso e de sada das linhas areas de mdia tenso nas zonas perifricas e nos topos do

    parque.

    Est igualmente prevista a sada de cabos de linhas subterrneas de mdia tenso para

    duas zonas laterais do parque, atravs da passagem de cabos pelos canais e caixas de visita.

    3.4 Edifcio de Comando

    Este edifcio apresentar a mesma arquitectura exterior, nomeadamente ao nvel das

    paredes, portas, janelas e cobertura. Ser constitudo por uma estrutura de beto armado

    devidamente dimensionada.

    O edifcio dever dispor de elementos de ventilao de modo a poder fazer-se uma

    renovao lenta ou rpida do ar interior do edifcio.

    O interior deste edifcio ser composto por uma rea ampla com duas zonas de

    utilizao:

    Uma designada de Comando e Controlo que dispor de uma frente de placas de

    pavimento sobrelevado com as caractersticas adequadas, sob as quais

    circularo os cabos de ligao aos armrios. Os armrios sero instalados sobre

    uma estrutura metlica resistente.

    Outra onde ser instalado o quadro mdia tenso que dispor de um pavimento

    de alta resistncia mecnica de modo a suportar as condies de servio. Todos

    os canais de passagem de cabos sero em beto ligeiramente armado tapados

    por chapas metlicas devidamente tratadas.

  • Pg. 11

    4. Aparelhagem

    4.1 Introduo

    Em relao aos equipamentos, sero definidas:

    As condies de segurana adoptadas na concepo.

    Dimensionamento, composio e a configurao dos diversos painis.

    Caractersticas tcnicas da aparelhagem e materiais complementares.

    Condies gerais que devero ser cumpridas na montagem dos diversos

    componentes que constituem a instalao.

    De acordo com os objectivos definidos para este tipo de projectos, este ser

    caracterizado por considerar:

    Solues normalizadas para os vrios nveis de tenso com concepo modular

    dos painis AT e MT.

    Disjuntores AT e MT e seccionadores AT motorizados.

    Reactncias de neutro e transformadores de servios auxiliares ligados ao

    barramento de MT.

    Disposio de aparelhagem no parque exterior, com a possibilidade de

    interveno de manuteno com a instalao em servio.

    Barramento AT seccionado por painel interbarras.

    Barramento MT seccionado por um disjuntor extravel.

    Referenciao de aparelhagem AT e MT, equipamento de BT e cabos MT e BT

    normalizada por tipo de painel.

    Disposio e instalao do equipamento de proteco, comando e controlo em

    armrios especficos e em compartimentos de BT do quadro metlico de MT.

    Estes equipamentos encontram-se descritos e desenhados mais frente, nas plantas

    desenhadas em AutoCAD, dispostas em anexo.

    4.2 Condies de Segurana Contra Contactos Directos com Peas em

    Tenso

    Com vista garantia de um elevado grau de segurana das pessoas que desempenham

    actividades no Parque Exterior de Aparelhagem, a tcnica adoptada sob as mais distintas

  • Pg. 12

    circunstncias de explorao ser a de segurana por afastamento, que constar na

    colocao dos condutores nus em tenso a distncias que impeam contactos acidentais

    directos.

    A condicionar estas distncias de afastamento, est o facto de os isoladores serem

    componentes sujeitos a tenso degressiva, estando apenas a sua base ao potencial da terra,

    pelo que dever ser impedida a possibilidade de curto-circuitar com as mos parte de uma

    coluna isolante. Assim, est definida como altura mnima do solo base metlica do

    equipamento AT e MT a instalar, 2,5m.

    Respectivamente ao equipamento de MT instalado no edifcio, a tcnica de segurana

    adoptada ser segurana por obstculo, que consiste na colocao de todas as partes em

    tenso no interior de diversos compartimentos completamente fechados do quadro metlico

    blindado. Este tipo de equipamento ser dotado de um sistema de encravamentos que

    impedir a realizao de qualquer falsa manobra ou contacto acidental com peas em tenso.

    Os seus compartimentos sero dimensionados para resistirem a um arco no seu interior, sem

    permitirem a propagao dos seus efeitos aos compartimentos vizinhos, nem provocar leses

    em pessoas que se encontrem nas suas imediaes.

    4.3 Proteces Contra Sobretenses

    A subestao ser protegida contra descargas atmosfricas directas, por meio de um

    conjunto de condutores de terra, cabos de guarda, podendo estes ser vistos nas plantas

    AutoCAD em anexo, repartidos sobre a rea total do Parque Exterior de Aparelhagem,

    dando continuidade aos cabos de guarda das linhas areas, montados longitudinal e

    transversalmente nos topos das colunas dos prticos da subestao e da estrutura de suporte

    de equipamento MT do painel do transformador 60 kV/15kV.

    Quanto s sobretenses de origem interna ou atmosfrica que penetram na

    subestao, a proteco ser realizada atravs da montagem de hastes de descarga nas

    cadeias de amarrao das linhas AT, descarregadores de sobretenso nas fases das linhas.

    Os transformadores de potncia 60kV/15kV sero objecto de proteco especial atravs

    da montagem de descarregadores de sobretenso (DSTs), cuja funo ser limitar as

    sobretenses incidentes a valores compatveis com os nveis de isolamento da aparelhagem a

    proteger.

    O sistema de alimentao de baixa tenso ser protegido por um sistema de proteco

    contra sobretenses.

  • Pg. 13

    4.4 Disposio de Equipamento e Caracterizao dos Painis

    Os painis de AT sero caracterizados por possurem uma concepo modular, com 7 m

    de largura, e distncias entre a aparelhagem que asseguraro a execuo de futuras

    intervenes em servio de acordo com os procedimentos de segurana.

    A aparelhagem de MT a instalar no Parque Exterior de Aparelhagem referente ao painel

    do transformador de potncia 60/15 kV, ser disposta de forma a permitir a substituio do

    respectivo, sem a desmontagem de qualquer aparelhagem ou cabo isolado de MT,

    necessitando apenas, de desligar os condutores que ligam s travessias AT e MT e retirar as

    fichas dos circuitos BT.

    A disposio que a aparelhagem de AT e MT dever assumir nos diferentes painis

    situados no Parque Exterior de Aparelhagem da subestao, est definida em anexo, nas

    plantas desenhadas em AutoCAD.

    Os nveis de isolamento estipulados da aparelhagem e restantes partes sob tenso AT e

    MT, sero:

    Tenso mais elevada da rede kV (valor eficaz)

    Valor estipulado da tenso suportvel frequncia industrial

    (durante 1 min.) kV (valor eficaz)

    Valor estipulado de tenso suportvel ao choque

    atmosfrico kV (valor de crista)

    72,5 140 325 17,5 38 95

    Todos equipamentos de BT devero ter um nvel de isolamento para suportarem uma

    tenso eficaz de 2 kV, frequncia industrial, durante 1 min.

    4.4.1 Aparelhagem AT

    Relativamente ao designado nos planos de disposio da aparelhagem atrs indicados,

    a constituio dos diversos painis AT relativamente aparelhagem, a seguinte:

    Transformador de Medida de Tenso.

    Transformador de Medida de Corrente.

    Transformador de Potncia 60/15 kV.

    Isoladores de suporte AT.

    Seccionador de Linha + Seccionador de Terra (com facas de terra).

    Seccionador de Barramento.

    Disjuntor.

  • Pg. 14

    Descarregador de Sobretenso (fase-terra).

    Descarregador de Sobretenso (neutro-fase).

    A aparelhagem de corte e seccionamento de AT ser do tipo fixo, suportada por

    estruturas metlicas, e munida de comandos motorizados, incluindo os seccionadores de

    terra.

    Seccionador

    EFACEC, SHDT-72,5, tenso nominal: 72,5 kV(rms), intensidade nominal: 1250 A.

    Transformador de Tenso

    ARTECHE, UTB72: 60000/3 V, 1- 100/3 V: cl 0,2, 5 VA; 2- 100/3 V: cl 0,5, 10 VA; 3- 100/3

    V: cl 3P, 20 VA.

    Transformador de Intensidade

    ARTECHE, CXG 72 100/1-1-1 A: 1 5 VA: cl 0,2; 2- 10 VA: cl 0,5; 3- 20 VA: cl5P20; 25 kA 3s.

    Disjuntores SF6

    EFACEC, GL 309 F1-3120, tenso nominal: 31,5 kV(rms), corrente nominal: 2000 A, poder de

    corte em curto-circuito: 31,5 kA.

    Transformador de Potncia

    EFACEC, 60/15 kV, ONAN/ONAF, 7/10 MVA, YNd11, 60 +- 11x1,5%/15 kV.

    Descarregador de Sobretenses

    TYCO ELECTRONICS

    Andar de 60 kV: 2HSRC(P)75L1E1MO(5), 10 kA

    Neutro: 2HSRB(P)60L1E1MO(5), 10 kA

    Andar de 15 kV: HSRB(P)24L1E1MO(5), 10 kA.

    Contadores

    TYCO ELECTRONICS, SC13.

  • Pg. 15

    4.4.2 Aparelhagem MT

    No que respeita constituio dos painis MT e correspondente aparelhagem de MT:

    Transformador de Medida de Tenso.

    Transformador de Medida de Corrente.

    Transformador de Servios Auxiliares MT/BT.

    Isoladores de suporte MT.

    Reactncia de Neutro.

    Escalo Bateria de Condensadores.

    Quadro metlico de MT.

    Seccionador de Terra.

    Disjuntor.

    Descarregador de Sobretenso (fase-terra).

    Descarregador de Sobretenso (neutro-terra), no caso do transformador de

    potncia AT/MT possuir neutro acessvel.

    O quadro metlico blindado de MT, de montagem interior, ser isolado a ar, possuindo

    disjuntores de extraco manual, de corte em SF6 ou no vcuo, e seccionadores de terra de

    comando manual, com poder de fecho para a corrente estipulada de curto-circuito.

    As reactncias de neutro e os transformadores de servios auxiliares sero instalados no

    Parque Exterior de Aparelhagem, e ligados aos barramentos de MT do quadro metlico por

    intermdio de uma cela comum. A interligao entre a cela e o transformador de servios

    auxiliares e a reactncia de neutro, ser assegurada por circuitos distintos em cabos isolados

    de MT para cada um deles. Esta aparelhagem ser instalada ao nvel do solo.

    Os escales de baterias de condensadores a instalar no Parque Exterior de

    Aparelhagem, sero do tipo invlucro metlico, equipados com disjuntor prprio e sero

    ligados respectiva cela do quadro metlico de MT por intermdio de cabos isolados.

  • Pg. 16

    4.4.3 Aparelhagem BT

    No que respeita a aparelhagem BT, temos:

    Quadro de distribuio modular

    NORMAFIX. Composto por IS (interruptor seccionador), 2 DC (proteco geral dos cabos), CIS

    (proteco do transformador com disparo por fuso dos fusveis) e TT (transformador de

    tenso).

    IS

    TI: 400/1-1 A: 1- 10 VA: cl 0,5; 2- 20 VA: cl 5P20; 25 kA 3s.

    Seccionador: corrente nominal 630 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s).

    DC

    Interruptor1: corrente nominal 400 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s) e poder

    de fecho 40 kA.

    Disjuntor: corrente nominal 400 A, poder de corte 16 kA e poder de fecho 40 kA.

    TI: 400/1-1 A: 1- 10 VA: cl 0,5; 2- 20 VA: cl 5P20; 25 kA 3s.

    Interruptor2: corrente nominal 630 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s) e poder

    de fecho 40 kA.

    CIS

    Seccionador: corrente nominal 400 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s).

    Fusvel: gL/gG, 2 A.

    Interruptor: corrente nominal 630 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s) e poder

    de fecho 40 kA.

    TT

    Interruptor: corrente nominal 630 A, corrente de curta durao admissvel 16 kA (3 s) e poder

    de fecho 40 kA.

    Fusvel: gL/gG, 2 A.

    Transformador de tenso: 15000/3 V, 1- 100/3 V: cl 0,5; 10 VA, 2- 100/3 V: cl 3P; 20 VA.

  • Pg. 17

    Transformador Servios Auxiliares

    EFACEC, 25kVA 15/0,4.

    4.5 Fontes de Alimentao dos Servios Auxiliares

    4.5.1 Servios Auxiliares de Corrente Alternada

    Estes servios esto previstos para 400 230 V, 50 Hz, sendo a sua alimentao

    assegurada por duas fontes distintas, que correspondero aos dois Transformadores de

    Servios Auxiliares MT/BT ligados a cada barramento de MT da instalao.

    Para garantir a alimentao dos servios auxiliares, em caso de falha, haver um

    sistema automtico que garanta a comutao para outra fonte, quando disponvel.

    A proteco de pessoas contra contactos indirectos na rede destes servios, ser

    garantida pela adopo do sistema TT, sendo normas de concepo:

    Disparo ao primeiro defeito.

    Neutro de baixa tenso do Transformador dos Servios Auxiliares ligado rede

    geral de Terras.

    Massas da instalao ligadas rede geral de terras.

    Utilizao de disjuntores diferenciais de mdia sensibilidade, montados de

    forma selectiva, assegurando o corte dos circuitos em caso de defeito terra.

    Existncia de terra geral com resistncia inferior a 1 .

    4.5.2 Servios Auxiliares de Corrente Contnua

    Estes servios esto previstos para 110 V, sendo a sua alimentao realizada a partir de

    um conjunto bateria-carregador que integra a funo de televigilncia. A bateria ser do tipo

    alcalino.

    Estes servios sero equipados com um dispositivo de controlo permanente do

    isolamento dos circuitos, para a deteco e sinalizao da ocorrncia de defeitos terra. Em

    caso de defeito, o disparo automtico no ser provocado devido a imperativos de

    explorao.

  • Pg. 18

    4.6 Sistemas de Iluminao, de Tomadas, de Deteco de Intruso e

    Incndio e de Instalao Telefnica

    O Edifcio de Comando e o Parque Exterior de Aparelhagem, sero equipados com um

    sistema de iluminao principal e um sistema de iluminao de emergncia. Este ltimo

    sistema assegurar a iluminao necessria circulao de pessoas em caso de falha de

    alimentao ao barramento geral dos Servios Auxiliares de Corrente Alternada. Estes dois

    locais sero ainda equipados com um circuito de tomadas monofsicas e trifsicas para usos

    gerais.

    No Edifcio de Comando ser equipado um sistema de deteco de intruso e incndio

    constitudo por centrais separadas. No sistema de intruso esto tambm consideradas as

    sinalizaes de porto de entrada aberto e portas do edifcio abertas.

    Estar tambm equipado com um sistema de extraco de fumos, constitudo por dois

    extractores instalados junto ao tecto.

    Este edifcio estar equipado com um sistema de ar condicionado constitudo por dois

    conjuntos independentes colocados junto ao tecto.

    A instalao telefnica prevista para este edifcio ser constituda por uma rede

    estruturada entre as tomadas terminais e o bastidor passivo. A este sero ligados os circuitos

    provenientes da rede pblica ou da rede interna do Grupo EDP.

    Os circuitos BT previstos no Edifcio de Comando destinados iluminao normal e de

    emergncia, tomadas, ventilao, ar condicionado, deteco de intruso e incndio e rede

    estruturada, sero instalados no interior de calhas tcnicas.

  • Pg. 19

    5. Barramentos, Derivaes e Ligaes

    Os condutores que constituem o esquema elctrico da subestao sero

    dimensionados para o trnsito das correntes estipuladas em servio contnuo, para os

    aquecimentos mximos admissveis, e para resistirem aos efeitos electrodinmicos das

    correntes de curto-circuito susceptveis de os percorrerem.

    5.1 Barramento 60 kV

    No andar de AT, o barramento ser do tipo simples, seccionado ou no, realizado em

    tubo de alumnio de 6 metros de comprimento, com uma distncia entre fases de 1,5 m e

    apoiado em isoladores de suporte que por sua vez sero comportados por estruturas

    metlicas adequadas.

    As ligaes entre a aparelhagem de AT e a ligao dos painis de AT ao barramento,

    sero efectuadas em cabo de alumnio multifilar. As ligaes entre os seccionadores de

    barramento de painis AT dispostos frente a frente, sero efectuados em tubo de alumnio,

    sendo em cabo de alumnio nu multifilar a ligao destes tubos ao barramento AT.

    Todas estas ligaes apresentam um afastamento entre fases de 1,5 m, com a excepo

    das ligaes aos disjuntores de AT(1,05 m) e aos transformadores de potncia 60/15 kV, que

    dependem da distncia entre plos do respectivo equipamento.

    As ligaes dos secundrios dos transformadores de potncia aos cabos isolados de MT,

    que asseguram a sua ligao respectiva cela do quadro metlico de MT, sero efectuadas

    em cabo de alumnio nu multifilar e em tubo de alumnio.

    O tipo de montagem adoptado para as ligaes aos transformadores de potncia,

    permitir a sua substituio de uma forma ligeira, uma vez que apenas ser necessrio

    desligar os condutores em cabo de alumnio ligados aos terminais AT e MT do referido

    transformador, e as ligaes de BT que sero asseguradas por intermdio de fichas extraveis.

    5.2 Cabos Isolados de MT

    Os cabos isolados de MT que realizam a ligao dos secundrios dos transformadores

    de potncia 60/15 kV, dos transformadores dos servios auxiliares MT/BT, das reactncias de

    neutro e dos escales de baterias de condensadores s respectivas celas do quadro metlico

    de MT, sero cabos unipolares, possuindo uma alma condutora em alumnio, isolamento

  • Pg. 20

    constitudo por uma camada extrudida de PEX (polietileno reticulado) e blindagem em fios de

    cobre envolvidos por fita de cobre.

    No andar de 15 kV, devido maior corrente convencionada necessria para os cabos, a

    ligao dos secundrios dos transformadores de potncia 60/15 kV s respectivas celas do

    quadro metlico de MT, ser assegurada por cabos unipolares com alma condutora em cobre.

    Todos os cabos isolados de MT referidos, devero ter a sua armadura ligada terra nas

    duas extremidades.

    Os cabos isolados de MT relativos aos circuitos de ligao dos secundrios dos

    transformadores 60/15 kV, dos transformadores dos servios auxiliares MT/BT, das

    reactncias de neutro e dos escales de baterias de condensadores s respectivas celas do

    quadro metlico de MT, sero instalados em todo seu trajecto, em tubos ou caleiras

    reservados para o efeito.

    Os cabos isolados de MT referentes aos circuitos das linhas, sero instalados em tubos

    ou caleiras at zona das sadas areas, onde passaro a ser instalados em valas at os apoios

    de transio cabo subterrneo/linha area.

    5.3 Cabos Isolados de BT

    Os cabos isolados de BT que certificam os circuitos de corrente contnua e os circuitos

    de corrente alternada, sero do tipo XAZ1 (frs, frt, zh), com armadura de ao, e do tipo XHZ1

    (frs, frt, zh), com armadura em fita de cobre, possuindo ambos, isolamento de cor preto,

    tenso nominal de 0,6/1 kV e seco de acordo com as funes que iro desempenhar, tendo

    como mnimo a seco de 2,5 mm2. Estes cabos devem ser isentos de halogneos, resistentes

    ao fogo e no propagadores do mesmo.

    Os cabos do tipo XHZ1, sero utilizados exclusivamente nos circuitos de medida de

    corrente e tenso AT e MT, de modo a assegurar um melhor isolamento electromagntico,

    sendo os restantes circuitos implementados com cabos isolados de BT do tipo XAZ1. Todos os

    cabos isolados de BT devero ter a sua armadura ligada terra nas duas extremidades.

    No Parque Exterior de Aparelhagem, os cabos isolados de BT sero instalados em tubos

    e caleiras, com excepo dos trajectos de subida aparelhagem, aos comandos da

    aparelhagem e armrios de reagrupamento de cabos.

    No interior do Edifcio de Comando, os cabos isolados de BT, sero instalados em tubos

    ou caleiras e sob o piso falso, na zona dos armrios de comando e controlo.

  • Pg. 21

    6.Sistemas de Proteco

    6.1 Rede Geral de Terras

    A rede geral de terras ser concebida de forma a constituir uma rede equipotencial,

    reduzindo os riscos de tenses de passo e de contacto e limitando-as a valores no perigosos,

    em caso de defeito terra.

    A rede geral de terras ser um conjunto interligado formado por:

    Terra de proteco, destinada a contribuir para a segurana das pessoas nas

    proximidades de um objecto metlico da instalao susceptvel de colocao

    acidental sob tenso em caso de defeito de isolamento.

    Terra de servio, destinada a influenciar o comportamento da rede em caso de

    defeito terra.

    Cabos de guarda, para proteco da instalao contra descargas atmosfricas

    directas.

    A rede geral de terras ser uma terra nica, constituda por um circuito de instalao

    subterrnea e por um circuito de instalao superfcie, ligado entre si.

    O desenho em AutoCAD da rede geral de terras encontra-se na folha n 3, em anexo.

    O dimensionamento da rede geral de terras para a subestao (seco do cabo e

    dimenso da quadrcula) depender de vrios factores, condicionados pela localizao da

    subestao, tais como:

    Resistividade do solo.

    Distncia subestao de alimentao da rede AT e respectiva corrente de

    curto-circuito mxima trifsica e fase-terra.

    Caractersticas da interligao subestao de alimentao da rede AT.

    A rede geral de terras apresentada foi dimensionada considerando a resistividade

    mdia do solo igual ou inferior a 100 e uma corrente de curto-circuito mxima trifsica e

    fase-terra igual ou inferior a 25 kA com uma durao mxima de 1,5 seg. na subestao de

    alimentao da rede AT, sendo a interligao a esta subestao constituda por uma linha

    dupla de alumnio-ao de 325 mm2 com comprimento superior ou igual a 8 km.

    Na rede geral de terras, ficar o adjudicatrio da empreitada de engenharia civil

    responsvel por deixar pontas derivadas do circuito de instalao subterrnea junto a cada

    macio das estruturas metlicas e apoios AT, junto dos prumos de vedao da subestao e

    no interior do Edifcio de Comando. Ficar o adjudicatrio da empreitada de Equipamento,

    responsvel pelo estabelecimento do circuito de terra de instalao superfcie e pela

  • Pg. 22

    interligao deste s pontas derivadas do circuito subterrneo, alm da ligao dos tapetes e

    bancos equipotenciais.

    A planta desenhada em AutoCAD, encontra-se em anexo, na Folha n3, Rede Geral de

    Terras.

    6.2 Sistemas de Proteco, Comando e Controlo Numrico (SPCC)

    O SPCC o responsvel pela proteco, comando e controlo de todos os rgos da

    instalao, sendo constitudo por diversos mdulos de processamento de informao que,

    devidamente interligados, lhes permitem desempenhar as funes inerentes subestao,

    nomeadamente:

    Modo de funcionamento e encravamentos.

    Proteces.

    Automatismos.

    Gesto da Informao.

    Manuteno e teleparametrizao.

    Interface humano-mquina.

    Em termos, para garantir a segurana de pessoas e bens, devem ser respeitados os

    seguintes princpios:

    O comando voluntrio dos rgos de manobra (disjuntores e seccionadores)

    no dever ser possvel de efectuar em simultneo a partir de locais distintos.

    A aco de comando sobre os rgos de manobra (disjuntores) proveniente das

    funes de proteco no est sujeita a qualquer hierarquia estabelecida para o

    comando voluntrio.

    A aco de comando proveniente das funes de automatismo sobre os rgos

    de manobra (disjuntores) dever obedecer a uma sequncia de operaes pr-

    definida e ter em considerao o modo de comando seleccionado para a aco

    voluntria.

    6.2.1 Funes de Proteco

    Cada uma das unidades de painel integrantes do SPCC dever albergar um conjunto de

    funes de proteco, que asseguraro a vigilncia do funcionamento da rede detectando

    defeitos e, por interaco ou no com as funes de automatismo, procurando elimin-los o

  • Pg. 23

    mais rapidamente possvel, no sentido de garantir simultaneamente uma explorao segura e

    uma elevada continuidade e qualidade de servio.

    Para atingir estes objectivos, as funes de proteco devem reger-se pelos seguintes

    princpios:

    Selectividade de actuao minimizando a rea afectada.

    Redundncia na actuao permitindo colmatar o deficiente funcionamento de

    qualquer componente do sistema de proteces.

    Coexistncia com os restantes funcionalismos do SPCC.

    Para situaes especficas em que h necessidade de garantir tempos de actuao

    iguais ou inferiores a 100 ms, e a transmisso de informao entre as diferentes unidades de

    painel e o SPCC no garante este requisito, ento, esta troca de informao dever ser

    assegurada por uma interligao por fio condutor elctrico.

    6.2.2 Funes de Automatismo

    O SPCC dever assegurar, preferencialmente de forma distribuda, um conjunto de

    funes de automatismo com o objectivo de eliminar determinado tipo de defeitos e garantir

    elevados nveis de qualidade de servio.

    Devem ser considerados as seguintes funes:

    Comutao automtica de disjuntores BT.

    Religao rpida e/ou lenta de disjuntores.

    Pesquisa terras resistentes.

    Deslastre e reposio por tenso.

    Deslastre e reposio por frequncia.

    Regulao automtica de tenso.

    Comando automtico de bateria de condensadores.

    O SPCC deve garantir via a rede de comunicao que interliga as diferentes unidades de

    painel, a correcta actuao das funes de automatismo de acordo com os limites temporais

    definidos para cada uma delas.

  • Pg. 24

    7. Anexos

    Neste captulo da memria, encontram-se respectivamente:

    Clculos das correntes de curto-circuito, escolha se cabos.

    Dimensionamento do Barramento de 60 kV.

    Dimensionamento do Barramento de 15 kV.

    Plantas desenhadas em AutoCAD:

    o Folha 1: Vista de perfil da Subestao 60/15 kV.

    o Folha 2: Planta da Subestao 60/15 kV.

    o Folha 3: Rede Geral de Terras da Subestao 60/15 kV.

    o Folha 4: Esquema unifilar da Subestao 60/15 kV.