transformadores de potencial para serviÇos …

Transformadores para instrumentos | Alta Tensão

TRANSFORMADORESDE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARESSSVT

_Linha UTP_Linha UG_Linha UTY

1Transformadores para instrumentos | Alta Tensão

Os Transformadores de Potencial para serviços auxiliares (Power Voltage Transformers - PVT ou Station Service Voltage Transformers - SSVT) são projetados para fornecer potência em Baixa Tensão diretamente de uma Linha de Alta Tensão de até 550kV. Localizados dentro da própria subestação, eles podem fornecer até 333kVA de potência por fase, de forma confi ável e econômica. Oferecem uma ampla gama de aplicações, mas se destacam no fornecimento de energia auxiliar para subestações em áreas remotas, tornando-os uma solução ideal para subestações de Energia Renovável.

O PVT foi utilizado pela primeira vez na América do Norte, há décadas. Devido à natureza da rede elétrica, o SSVT foi projetado para cobrir as necessidades de alimentação auxiliar em subestações de manobra, onde não havia um transformador de potência ou uma linha de distribuição disponível. Desde então, as capacidades de saída de energia e

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES

as aplicações expandiram-se rapidamente, principalmente para as Energias Renováveis.

O projeto do PVT é similar a um transformador de potencial indutivo, para satisfazer o requerimento dielétrico, acoplado a um núcleo maior semelhante ao utilizado em transformadores de potência. Utilizando materiais e técnicas de projeto avançadas, um dielétrico compacto totalmente efi ciente foi desenvolvido. Tal projeto é muito semelhante entre todos as linhas de PVT, apesar de existirem características diferentes entre eles. Os PVTs podem apresentar isolamento em papel-óleo ou SF

6, apresentam uma conexão

direta fase-terra com isolamento galvânico entre o enrolamento primário e secundário, que estão bobinados sobre o mesmo núcleo magnético, mas com isolamento independente.

Possuem baixas perdas com impedância de proteção para limitar as correntes de falta.

APLICAÇÕESOs Transformadores de Potencial para serviços auxiliares podem ser utilizados dentro de qualquer subestação de alta tensão como fonte de energia de baixa tensão para alimentar os serviços auxiliares da subestação (equipamentos de controle e proteção, ar condicionado, iluminação, sistemas de segurança etc.). Para esta aplicação, os órgãos regulamentos exigem duas ou três fontes confi áveis e independentes. O PVT é uma fonte de alimentação auxiliar exclusiva e dedicada que garante a confi abilidade da subestação e o cumprimento dos regulamentos. Pode serusado como fonte primária ou reserva.

Estes são alguns dos casos em que os PVTs podem ser utilizados dentro das subestações:

› Fonte de alimentação para as subestaçõesde manobra. As subestações de manobrasão utilizadas para chavear várias linhas detransmissão. A diferença com as subestações normais de elevação ou abaixamento éque não existe nenhum transformador depotência e, portanto, a alimentação auxiliarde serviço não pode ser obtida a partir doenrolamento terciário do transformador depotência. Além disso, estas subestaçõesestão na sua maioria localizadas em áreasremotas, onde linhas de distribuiçãonormalmente não estão presentes nasproximidades. As opções alternativasaos PVTs são a construção de uma novaLinha dedicada de MT (custos elevados deconstrução e manutenção e não confi áveis)ou um gerador Diesel (custo de combustível,manutenção, emissões de CO

2).

› Fornecimento de Energia para subestações de Energia Renovável. Subestações de altatensão são necessárias para conectar plantasde geração de energia renovável, comoparques eólicos ou solares, à rede principalde transmissão. Essas usinas geralmenteestão localizadas em áreas isoladas,portanto, muitas vezes é necessária uma

linhas de transmissão, e coisas do gênero). Dependendo do tamanho, localização e condições climáticas, as necessidades de fornecimento de energia em BT variam entre 100-500 kVA. Portanto, faz-se necessárioque haja uma linha de transmissão que ligueesta subestação ao sistema de transmissãoprincipal, com uma tensão típica variandode 115 a 500kV. Os PVTs estão localizadosdentro do pátio de manobra de AT e podemser conectados nos barramentos ou naentrada da Linha, dependendo do projetogeral da subestação.

› Fornecimento de energia para os serviçosauxiliares das subestações Convencionais.Ao contrário do que acontece nassubestações de manobra, normalmenteexistem linhas de distribuição e/ou centraisde média tensão disponíveis dentro dasubestação, de modo que o PVT pode serutilizado como fonte de reserva.

Fora das subestações, os PVTs também podem ser utilizados como fonte de energia de baixa tensão. Há situações em que não existem redes de distribuição na área e a energia poderia ser obtida diretamente da linha AT. Algumas destas aplicações estão listadas abaixo:

› Eletrifi cação Rural. Os PVTs podem agircomo uma fonte de energia para fornecerenergia confi ável a pequenas comunidadesonde não existem linhas de distribuiçãonas proximidades, mas existem linhas detransmissão. Esta aplicação fornece energiade baixa tensão diretamente da linha AT, deforma econômica e prática. Com um únicotransformador de instrumento, até 333kVApodem ser retirados diretamente de umalinha de 245kV e centenas de residênciaspodem obter um acesso barato e confi ávelà eletricidade. Estima-se que a economia decustos em comparação com a subestaçãotradicional varia entre 60 a 80%.

2 Transformadores para instrumentos | Alta Tensão


› Alimentação elétrica para torres deTelecomunicações em áreas remotas.Ampla cobertura de rede de celularesé uma demanda para as empresas detelecomunicações. Devido ao alcancerelativamente curto de cada torre detelecomunicação, existe a necessidade delocalizar muitas delas em locais remotos,a fi m de fornecer cobertura de rede detelecomunicação aos usuários (isto é,enquanto viajam ao longo de uma rodovia).Tendo uma Linha de transmissão próxima,um PVT pode fornecer a energia necessáriapara alimentar estas torres de uma formaconfi ável e econômica.

› Fornecimento temporário de energia parasubestações em construção. Devido à rápidamontagem e fl exibilidade de localização, oPVT pode ser utilizado para fornecer energia elétrica durante a construção e depoistransferido para outro local.

› Estações de mineração e debombeamento de petróleo e gás. Esteslocais estão normalmente longe das redesde distribuição eléctrica, de modo que oPVT pode fornecer energia ao local atravésda Linha de transmissão das proximidades.

› Subestações ferroviárias.

› Iluminação de torres.

› Elevador de tensão para laboratórios detestes elétricos de alta tensão, e pequenosparques eólicos e solares.

_LINHAS DETRANSMISSÃO

DE ALTA TENSÃO

_ELEMENTOSDE COMUTAÇÃO

E PROTEÇÃO

Fonte dealimentação

para as Estaçõesde Comutação

Fonte de alimentaçãopara Torres de

Telecomunicaçãoem áreas remotas

Alimentaçãoelétrica para

sistemas de controlede energias renováveis

EletrificaçãoRural

Fornecimentotemporáriode energia

_ PVT / SSVT

Papel a óleo Gás


VANTAGENS

As soluções convencionais utilizadas para a alimentação de serviços auxiliares são uma linha dedicada de média tensão, geradores diesel ou o enrolamento terciário do transformador de potência. O transformador de potência ARTECHE tem as seguintes vantagens:

› Alimentação de energia confi ável: Comoos PVT estão conectados no pátio de altatensão da subestação, haverá energiadisponível enquanto a linha estiverenergizada. Como esta linha está ligadaao sistema de transmissão principal, adisponibilidade de energia é garantida.

› Projeto livre de manutenção e de longaduração.

› Comissionamento rápido: EO tempo deentrega da fábrica é semelhante ao restodo equipamento de comutação de AT(disjuntores, transformadores de instrumento, interruptores seccionadores ou para-raios),e o comissionamento do equipamento érelativamente simples, semelhante ao dostransformadores de instrumento. Além disso,ele já pode fornecer durante a construção, sea linha de alta tensão já estiver energizada.

› Redução do impacto ambiental: OsPVTs fazem parte do pátio de manobrade AT, o que faz com que não produzamqualquer impacto ambiental adicional.Isto é particularmente notável, visto queeles fazem parte de um projeto de energiarenovável. As unidades são hermeticamenteseladas, evitando que vazamentos de fl uidoisolante ao meio ambiente.

› Custo: Em comparação com outrasalternativas, os PVTs são, na maioria doscasos levantados, como uma soluçãorentável. Os custos de instalação sãogeralmente mais baixos e o custo de vidaé defi nitivamente mais baixo, pois não hánecessidade de pagar a energia a terceiros.

› Projeto robusto. Com base em transfor-madores de instrumento e ensaiado deacordo com os mesmos padrões, visandogarantir a mesma alta confi abilidade quequalquer transformador de instrumento detensão indutiva.

› Fornecimento independente para serviçosauxiliares. O usuário não tem que recorrer aterceiros, tais como empresas de distribuição,fornecedores de combustível etc.

› Segurança e liberação para o transformador de potência. O transformador de potênciaé o núcleo das subestações e as aplicaçõesem BT são normalmente menos confi áveis,portanto, há menos riscos de operação se oenrolamento terciário não for utilizado paraserviços auxiliares. Além disso, se já existirum enrolamento terciário, ele poderá serutilizado para outras aplicações.

› Benefício social. Eletrifi cação de áreasrurais isoladas, abastecimento deemergência após desastres naturais...

› Flexibilidade de projeto. Diferentestensões secundárias disponíveis.Enrolamentos secundários independentes.Sistemas secundários trifásicos/de faseúnica usando 3, 2 ou 1 PVTs.

› Energia autônoma diretamente da linha detransmissão.

› Alto desempenho sísmico.

› Descarga de Linha. Os PVTs tambémpodem ser usados para descarga de linha.Isto pode ser de interesse se estiveremlocalizados na entrada da linha nasubestação.

COMPARAÇÃO ENTRE OS PVTs e SOLUÇÕES CONVENCIONAIS NO FORNECIMENTO SERVIÇOS AUXILIARES

Custe inicial

Custede vida

Confi abilidade Manutenção Impacto ambientalTempo de

comissionamentoIndependência

PVT oo - ooo - - o ooo

Linha de distribuição + Transformadorde Distribuição

ooo o oo o oo ooo o

Gerador a Diesel

o ooo oo oo ooo o o

TP Terciário

oo - ooo o - oo ooo



Isolamento em papel-óleo: Linha UTP até 362 kV e 333 kVA

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UTP

LINHA UTP

1

2

3

8

7

5

12 11

10

6

1. Indicador do nível de óleo.2. Terminal primário3. Sistema de compensação do volume de óleo4. Malha capacitiva5. Isolador6. Enrolamento primário7. Núcleo8. Enrolamentos secundários9. Terminais secundários10. Caixa de terminais secundários11. Válvula de amostragem de óleo12. Terminal de aterramento

4

9


Os transformadores de potencial para serviços auxiliares isolados em papel-óleo são compostos de um núcleo magnético situado dentro de uma cuba metálica sobre o qual estão enrolados os bobinados primários e secundários. A tensão primária é conduzida por meio de um terminal formado por um conjunto de blindagens e camadas de papel isolante impregnado em óleo. Para controlar as variações de seu nível de óleo, dispõem de uma câmera de compensação. O óleo pode ser analisado através de uma válvula de amostragem de óleo localizada no tanque.

DESIGN E FABRICAÇÃO

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UTP

OPÇÕES:

› Isoladores de porcelana ou polimérico.

› Terminal para monitoramento do isolamen-to principal (medição tangente delta).

› Sensor de monitoramento de temperaturainterna.

› Válvula de alívio de sobrepressão comcapacidade de conexão ao sistema SCADA.

› Secundários adicionais para medição e/ouproteção.

› Derivações para regulagem da tensão.

Esta linha é nomeada com as letras UTP seguidas de 3 números indicando a tensão máxima de serviço para a qual foram projetados.

A tabela na página seguinte mostra a linha fabricada pela ARTECHE. Estas características são meramente indicativas; a ARTECHE pode fabricar transformadores de acordo com qualquer norma nacional ou internacional.

GAMA

Isolamento em papel-óleo > Modelo UTP

Modelo

Tensãomáxima

de serviço (kV)

Níveis de isolamentoPotência máxima de saída por fase (KVA)

Distância de escoa-

mento(mm)

Frequência industrial

(kV)

Impulso atmosférico(kV crista)

Impulso de

manobra(kV crista)

UTP-123

123 230 550 - 100 4525

UTP-145

145 275 650 - 100 4525

UTP-170

170 325 750 - 100 5285

UTP-245

245395 900

- 333 6125460 1050

UTP-362

362510 1175

950 167 9050575 1300


Isolamento de gás:Linha UG até 550 kV e125 kVA..

LINHA UG

1. Terminal primário2. Dispositivo de alívio de pressão3. Eletrodo de alta tensão4. Isolador5. Eletrodo de baixa tensão6. Enrolamentos primários7. Enrolamentos secundários8. Núcleo9. Caixa de terminais secundários10. Válvula de enchimento com gás

8

3

4

9

1

5

10

2

6

7

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UG


Os PVTs com isolamento em gás são compostos de um núcleo magnético situado dentro de uma cuba metálica sobre o qual estão enrolados os bobinados primários e secundários. Para estes bobinados se utilizam cabos elétricos resistentes ao calor com revestimento de resina sintética e uma película de plástico com elevada resistência dielétrica, grande resistência ao calor e forte resistência mecânica. O SF

6 e esta camada de

plástico formam o isolamento elétrico. Uma válvula de entrada para gás SF

6 é fornecida num

lado do tanque, juntamente com um manômetro para monitorar a pressão do gás.

O isolador polimérico garante a segurança durante o transporte e o serviço.

O transformador está equipado com densímetro de expansão por temperatura com dois níveis de alarme que podem ser ligados ao equipamento de controle para o monitoramento remoto. Em caso de queda de pressão de trabalho, o PVT ainda pode suportar a tensão nominal com a pressão atmosférica interna do gás.

DESIGN E FABRICAÇÃOProjeto seguro, classe de arco interno II conforme IEC 61869, devido a:

› Partes ativas, localizadas no interior do tanque metálico, separadas do isolador.

› Dispositivo de alívio de pressão localizado na parte superior.

› Ligações elétricas resistentes a curto circuito.

Projetado para minimizar o volume de gás, pressão e vazamentos, com uma taxa de vazamento <0,5%/ano (valores mais baixos disponíveis mediante solicitação), reduzindo, assim, seu impacto ambiental.

Os tanques e isoladores são projetados, fabricados e testados de acordo com as normas internacionais de vasos de pressão.

OPÇÕES:

› Sensor de monitoramento de temperatura interna.

› Sinal de monitoramento do valor de pressão real.

› Secundários adicionais para medição e/ou proteção.

Esta linha é nomeada com as letras UG seguidas de 2 ou 3 números indicando a tensão máxima de serviço para a qual foram projetados.

A tabela mostra a linha atualmente fabricada pela ARTECHE. Estas características são meramente indicativas. A ARTECHE pode fabricar estes transformadores para cumprir com qualquer norma nacional ou internacional.

GAMA

Isolamento de gás> Linha UG

Modelo

Tensãomáxima

de serviço

(kV)

Níveis de isolamento Potência máxima de saída por fase (KVA)

Distância de

escoa-mento(mm)


(kV)


Impulso de manobra

(kV crista)

UG-72 72,5 140 325 - 75 1800

UG-145

123 230 550 - 125 3125

145 275 650 - 125 3625

UG-245

325 750 - 125 4230

245 460 1050 - 125 6125

300 460 1050 850 125 7350

UG-420

362 510 1175 950 125 9050

420 630 1425 1050 125 10300

UG-550 550 680 1550 1175 125 13750

Para valores detalhados, por favor consulte a Arteche.Para valores de potência nominal mais elevados, por favor consulte a Arteche.

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UG


Isolamento em papel-óleo: Linha UTY até 245 kV e 16 kVA.

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UTY

LINHA UTY

1. Tampa superior2. Sistema de compensação do volume de óleo3. Indicador do nível de óleo4. Isolador5. Malha capacitiva6. Enrolamentos primários7. Enrolamentos secundários8. Núcleo9. Óleo isolante10. Caixa de terminais secundários11. Terminal de aterramento

11

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TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UTY

Os transformadores de potencial para serviços auxiliares isolados em papel-óleo são compostos de um núcleo magnético situado dentro de uma cuba metálica sobre o qual estão enrolados os bobinados primários e secundários. A tensão primária é conduzida por meio de um terminal formado por um conjunto de blindagens e camadas de papel isolante impregnado em óleo. Para controlar as variações de seu nível de óleo, dispõem de uma câmera de compensação. O óleo pode ser analisado através de uma válvula de amostragem de óleo localizada no tanque.

PROJETO E FABRICAÇÃOOPÇÕES:

› Isoladores de porcelana ou polimérico.

› Terminal para monitoramento do isolamentoprincipal (medição tangente delta).

Esta linha é nomeada com as letras UTY seguidas de 2 ou 3 números indicando a tensão máxima de serviço para a qual foram projetados.

A tabela na página seguinte mostra a linha fabricada pela ARTECHE. Estas características são meramente indicativas; a ARTECHE pode fabricar transformadores de acordo com qualquer norma nacional ou internacional.

GAMA

Isolamento em papel-óleo > Linha UTY

Modelo

Tensãomáxima

de serviço

(kV)

Níveis de isolamentoPotência máxima de saída por fase (KVA)

Distância de escoa-

mento(mm)


(kV)


Impulso de

manobra(kV crista)

UTY-72 72,5 140 325 - 10 1825

UTY-145 145 275 650 - 16 3625

UTY-245 245 460 1050 - 10 6125

transformadores de potencial para serviÇos …

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