Guia de instalação e operação de subestação compacta

 

 

 

 

 

Subestações compactas (também conhecidas como subestações de pacote ou estações compactas de transformadores) são unidades de distribuição de energia integradas que combinam quadros de distribuição de média-tensão, transformadores de distribuição, quadros de distribuição de baixa-tensão, interconexões e equipamentos auxiliares em um único conjunto fechado. Essas unidades-construídas de fábrica e testadas-fornecem uma solução pronta para uso para reduzir a energia de média-tensão para níveis de distribuição de baixa-tensão, servindo como um elo essencial entre fontes de energia primária e usuários finais em aplicações residenciais, comerciais, industriais e de energia renovável.

Projetadas para instalação externa em áreas públicas, as subestações compactas oferecem vantagens significativas em relação às subestações tradicionais-construídas-no local. Sua construção modular pré{3}}fabricada reduz-as obras civis no local, reduz o tempo de instalação de semanas para poucos dias, reduz os custos gerais do projeto e minimiza a área ocupada pela infraestrutura de distribuição de energia. Além disso, as subestações compactas são testadas-de acordo com padrões internacionais, como IEC 62271-202, que garante altos níveis de segurança para pessoal e equipamento por meio de recursos que incluem classificação de arco interno e gabinetes aterrados totalmente traváveis.

O objetivo deste guia é fornecer uma referência abrangente para pessoal qualificado envolvido na instalação, comissionamento, operação e manutenção de subestações compactas. As informações aqui apresentadas sintetizam as melhores práticas do setor, as recomendações dos fabricantes de equipamentos e os padrões regulatórios aplicáveis ​​em uma estrutura prática e unificada.

 

 

 

 

2.1 Seleção do Local

A seleção de um local de instalação apropriado constitui a base para uma implantação bem-sucedida de uma subestação compacta. Vários fatores críticos devem ser avaliados antes de finalizar a seleção do local.

• Acessibilidade.O local de instalação deve permanecer sempre acessível ao pessoal de manutenção e aos veículos de resposta a emergências. Espaços livres suficientes devem ser mantidos em todos os lados da subestação para permitir que o pessoal trabalhe com segurança e que o equipamento seja manobrado para dentro e para fora conforme necessário.
• Condições do terreno.O local deverá estar localizado em terreno elevado, evitando áreas-baixas suscetíveis a inundações ou acúmulo de água. A capacidade de suporte do solo deve ser adequada para suportar o peso da subestação, que pode variar de aproximadamente 10 a 17 toneladas dependendo da configuração e dos equipamentos incluídos. Devem ser evitadas áreas pantanosas instáveis, locais propensos a deslizamentos de terra e solos com alto potencial de liquefação.
• Drenagem.A drenagem adequada, natural ou projetada, é essencial para evitar que a água se acumule ao redor da fundação da subestação. A água parada pode comprometer o isolamento elétrico, acelerar a corrosão de componentes metálicos e criar riscos de segurança para o pessoal. A área de instalação deve ser nivelada para direcionar as águas superficiais para longe do perímetro da subestação.
• Proximidade de carga e conexão de rede.A subestação deve estar localizada o mais próximo possível da carga que atende, para minimizar perdas de energia e quedas de tensão ao longo dos alimentadores de distribuição. Simultaneamente, o local deve facilitar o acesso razoável para conexão de cabo de média-tensão à rede da concessionária.
• Liberação de perigos.A subestação deve estar situada a uma distância segura de riscos de incêndio, ambientes explosivos, fontes de corrosão química e zonas de forte vibração. Normalmente é necessária uma distância de segurança mínima de 5.000 mm em relação a objetos inflamáveis. O local também deverá manter distância adequada de árvores, edifícios e outras obstruções que possam interferir na ventilação ou criar riscos de queda.
• Considerações Ambientais.As condições ambientais no local de instalação devem estar dentro dos parâmetros operacionais especificados para o equipamento. Subestações compactas típicas são projetadas para operação em temperaturas ambientes que variam de -20 graus a +45 graus, com umidade relativa de 15% a 95% (sem-condensação) e em altitudes não superiores a 1.000 metros acima do nível médio do mar.

 

2.2 Requisitos Fundamentais

Uma vez selecionado o local, uma fundação adequada deve ser construída para suportar a subestação de forma segura e durável. O projeto da fundação deve levar em conta os seguintes fatores.

• Capacidade de suporte de carga.A fundação deverá ser projetada para suportar todo o peso da subestação, incluindo todos os componentes internos, como transformador, painel e sistemas auxiliares. A capacidade de suporte da fundação deve ser de pelo menos 1.000 Pa, embora os requisitos específicos variem com base nas condições do solo e no peso da subestação.
• Condições do solo.O tipo e a capacidade de suporte do solo no local de instalação influenciam diretamente o projeto da fundação. Em áreas com condições de solo adequadas, um leito de cascalho ou uma laje de concreto armado pode ser suficiente. Onde existem argilas expansivas, areias soltas ou condições geotécnicas desafiadoras, podem ser necessárias fundações mais profundas, como vigas de suporte de concreto ou fundações por estacas. Em terrenos difíceis, a fundação deve ser assentada sobre estacas para evitar recalques diferenciais.
• Profundidade de geada.A fundação deve ser construída a uma profundidade suficiente para evitar a elevação do gelo, que pode causar assentamentos irregulares, desalinhamento das portas e tensões estruturais. Os códigos de construção locais normalmente especificam a profundidade de geada necessária para a região geográfica.
• Disposições de entrada de cabos.A fundação deve incluir reentrâncias, dutos ou valas pré-formadas para acomodar cabos de energia de entrada e saída e fiação de controle. Essas entradas de cabos devem ser posicionadas de forma alinhada com os pontos de entrada de cabos no gabinete da subestação, conforme especificado nos desenhos de disposição geral do fabricante. Para painéis de média-tensão, valas de cabos de dimensões apropriadas permitem que os cabos sejam enrolados na posição antes da terminação.
• Tipos de fundação.Várias configurações de fundação estão disponíveis dependendo das condições e requisitos do local.
• Para instalações em solo estável e{0}}bem drenado, uma camada de cascalho nivelado pode servir como base. O leito de cascalho deve estender-se pelo menos 500 mm além da área da subestação em todas as direções, com uma área total de cascalho do comprimento da subestação mais 1.000 mm pela largura da subestação mais 1.000 mm.
• Para condições mais exigentes, uma laje de concreto armado de espessura adequada (aproximadamente 150 mm) moldada diretamente no{1}}local fornece uma superfície de montagem estável e nivelada. A laje deverá ser construída com aberturas para entrada de cabos e deverá ter uma tolerância de nivelamento de ±1 mm em 1 metro.
• Em situações que exigem instalação elevada ou onde o assentamento do solo é uma preocupação, vigas de suporte de concreto moldadas em duas valas com profundidade-à prova de gelo ou estacas de concreto colocadas em cada canto da subestação oferecem maior estabilidade.
• Vedação e proteção de barreira.Após a conclusão da instalação do cabo, as aberturas da fundação devem ser vedadas para evitar a entrada de roedores, insetos e umidade. As opções incluem aterro com areia ou cascalho seguido de uma fina cobertura de cimento ou instalação de placas de cobertura-feitas especificamente fornecidas com a subestação.

 

2.3 Inspeção pré-do equipamento de instalação

Antes de iniciar a instalação, a subestação entregue e seus componentes deverão passar por uma inspeção minuciosa para verificar se estão completos e identificar quaisquer danos sofridos durante o transporte.

• Inspeção Externa.Examine o gabinete quanto a danos visíveis no acabamento externo, amassados, deformações, soldas rachadas ou vedações comprometidas. Verifique se o revestimento anti-corrosão permanece intacto, prestando atenção especial aos cantos, bordas e pontos de elevação.
• Inspeção Interna.Abra todos os compartimentos e inspecione os componentes internos, incluindo comutadores, transformadores e equipamentos auxiliares, em busca de sinais de danos, peças soltas ou objetos estranhos. Verifique se as conexões elétricas permanecem firmemente fixadas e se a fiação está devidamente roteada e etiquetada.
• Verificação de documentação.Confirme se toda a documentação necessária está presente, incluindo manuais de instalação, diagramas de circuitos, lista de materiais e informações de garantia. Verifique se os dados da placa de identificação correspondem às especificações solicitadas, incluindo potência nominal, níveis de tensão, número de série e data de fabricação.
• Verificação de acessórios.Certifique-se de que todos os acessórios fornecidos sejam levados em consideração, incluindo alças de operação, prensa-cabos, luvas de proteção, extintor de incêndio e quaisquer componentes opcionais especificados no pedido.

 

 

 

 

3.1 Considerações sobre Transporte

As subestações compactas são normalmente transportadas da fábrica sem embalagem completa, embora medidas de proteção, como protetores de canto de madeira e filme plástico, possam ser aplicadas para distâncias maiores ou remessas de exportação.

Durante o transporte rodoviário, a subestação deve ser firmemente fixada ao caminhão ou reboque para evitar deslocamento, tombamento ou danos por impacto. Vigas de suporte de transporte com aproximadamente 75 mm de altura e 150 mm de largura devem ser colocadas abaixo da subestação nas paredes divisórias. Olhais de cintas removíveis montados nos cantos superiores do gabinete fornecem pontos de fixação seguros para cintas de retenção. As cintas não devem ser passadas sobre o teto da subestação, pois podem danificar a estrutura do telhado e o acabamento superficial.

O centro de gravidade da subestação não está necessariamente localizado no centro geométrico da unidade, especialmente quando um transformador é instalado-de fábrica dentro do gabinete (o que pode ser o caso para determinadas configurações). O equipamento de transporte e os métodos de fixação devem ter em conta esta distribuição de peso compensada.

 

3.2 Operações de Içamento

Elevar uma subestação compacta do veículo de transporte até sua fundação exige planejamento e execução cuidadosos para garantir a segurança do pessoal e a integridade do equipamento.

A maioria das subestações compactas são fornecidas com olhais de içamento ou furos fixados no teto ou na estrutura estrutural especificamente para operações de içamento. Todos os orifícios de içamento devem ser usados ​​ao transportar o dispositivo-nenhum ponto de içamento deve ser omitido, pois a distribuição desigual da carga pode fazer com que a subestação tombe ou torça.

Durante a elevação, o ângulo máximo das cintas de elevação no gancho do guindaste não deve exceder 60 graus. O comprimento de cada cinta de elevação deve ser ajustado de modo que a subestação não incline mais de 3 graus durante a elevação. Correias de elevação devidamente ajustadas garantem que o centro de gravidade permaneça diretamente abaixo do gancho do guindaste, evitando oscilações ou emperramento descontrolados.

O guindaste e o equipamento de elevação devem ser classificados para uma carga suficiente para suportar o peso total da subestação, que varia aproximadamente de 10 toneladas métricas (sem quadro de distribuição de média-tensão) até 17 toneladas métricas (totalmente equipada com quadro de manobra e transformador). Devem ser evitados movimentos bruscos e bruscos durante a elevação.

O pessoal não deve permanecer sob a carga durante as operações de elevação, nem deve qualquer pessoa caminhar ou permanecer no telhado da subestação em nenhum momento. Cintas ou ganchos de içamento não devem ser jogados no telhado, pois podem danificar a pintura e o acabamento superficial.

 

3.3 Posicionamento na Fundação

Quando a subestação tiver sido elevada e posicionada sobre a fundação preparada, ela deverá ser baixada lentamente e guiada até sua posição final. Os limites da fundação devem ser observados para garantir o alinhamento adequado das entradas de cabos e aberturas de portas.

Após o assentamento da subestação, o nivelamento deverá ser verificado. Os ajustes podem ser feitos utilizando placas de aço sob os cantos da estrutura de base. Devem ser instalados chumbadores de tamanho e tipo apropriados para fixar a subestação à fundação, com torques de aperto aplicados conforme especificado pelo fabricante.

 

 

4.1 Posicionamento e fixação do gabinete

Com a subestação colocada na fundação e nivelada, ela deverá ser ancorada na posição. Os furos na estrutura de base podem servir como modelos para fazer furos para parafusos de ancoragem na fundação de concreto. Os parafusos de ancoragem devem ser apertados de acordo com os valores especificados na documentação de instalação.

Se a subestação for fornecida com um telhado pré-{0}}instalado, nenhuma remoção do telhado será necessária para a instalação. Em configurações onde o transformador não é instalado-de fábrica, o teto deve ser removido para permitir a colocação do transformador antes de prosseguir com as conexões.

 

4.2 Instalação e Conexões de Cabos

A instalação de cabos constitui a maior parte do-trabalho elétrico no local e requer atenção cuidadosa aos detalhes para garantir uma operação confiável-de longo prazo.

Entrada de cabo.Os cabos para conexão de média-tensão, distribuição de baixa-tensão, fonte de alimentação interna, aterramento de proteção e fiação de controle devem ser roteados através das entradas de cabos designadas na fundação e na placa de base da subestação. As entradas de cabos normalmente estão localizadas na parte inferior da subestação para facilitar a terminação direta nos compartimentos do painel e do transformador.

Colocação de cabos.Entre o painel de-baixa tensão e os inversores conectados, os cabos-trifásicos exigem atenção especial na disposição. Quando existirem três lances de cabos separados para cabos CA (por exemplo, canais de cabos separados), o espaçamento entre os lances de cabos deverá ser de pelo menos duas vezes o diâmetro de um cabo CA para evitar desequilíbrios de corrente. Um condutor de linha de cada fase (L1, L2 e L3) deve ser colocado em cada trecho para garantir uma distribuição de corrente equilibrada.

Terminação do cabo.As terminações de cabos de média-tensão devem ser executadas usando kits de terminação apropriados que sejam compatíveis com o tipo de bucha do painel de distribuição. Os métodos de terminação incluem encolhimento a frio, encolhimento a quente e coberturas isolantes reutilizáveis. Para terminações termorretráteis, o corpo da terminação é expandido de fábrica-em um núcleo removível; quando o núcleo é retirado, o corpo de borracha de silicone encolhe firmemente em torno da extremidade preparada do cabo, criando uma vedação-à prova d'água sem a necessidade de calor ou ferramentas especiais.

Para coberturas isolantes reutilizáveis, a manga incluída com o kit de terminação deve sobrepor-se à bucha da caixa de cabos em pelo menos 50 mm em cada fase. A seção de sobreposição da bucha deve ser cuidadosamente limpa, de preferência usando um material abrasivo, para remover qualquer agente desmoldante de silicone que possa estar presente na superfície da bucha. Esta etapa é essencial para garantir a vedação-à prova d'água após a conclusão da terminação.

Ao terminar os cabos nas buchas do transformador ou nos soquetes do painel, os valores de torque adequados devem ser observados. Por exemplo, os parafusos de fixação para buchas do interruptor de anel (normalmente parafusos sextavados M16) requerem um torque de aperto de aproximadamente 95 Nm.

Fixação e suporte de cabos.Os cabos devem ser devidamente fixados ou apoiados antes da terminação para evitar a imposição de tensão mecânica nas buchas e terminações. Um suporte inadequado pode causar danos à bucha e eventual falha. Para cabos roteados para o painel de distribuição de média-tensão, braçadeiras de fixação de cabos pré-montadas fixadas nas paredes do compartimento fornecem retenção mecânica.

Aterramento da tela protetora.A blindagem metálica de proteção de cada cabo de média-tensão deverá ser aterrada somente na extremidade do quadro. O aterramento em ambas as extremidades pode criar correntes circulantes que causam aquecimento e reduzem a ampacidade do cabo.

 

4.3 Instalação do Transformador

Se a subestação compacta for entregue sem um transformador-instalado de fábrica, o transformador deverá ser instalado após o posicionamento do gabinete. O teto deve ser levantado com cuidado para permitir acesso ao compartimento do transformador. Dispositivos de elevação armazenados dentro da sala do transformador podem ser usados ​​para remoção do telhado, fixando-os no meio de cada empena do telhado.

O transformador deve ser elevado para dentro do compartimento do transformador e colocado nos pontos de montagem fornecidos. Onde houver um poço de coleta de óleo (padrão em certas configurações), o transformador deverá ser colocado em vigas de madeira posicionadas dentro do poço. Essas vigas têm duas finalidades: distribuem cargas mecânicas para proteger a parte inferior do transformador e atuam como amortecedores de vibrações para toda a subestação.

Após o transformador ser posicionado, os cabos de média-tensão do quadro de distribuição e as conexões de baixa-tensão do quadro de distribuição devem ser terminados nas buchas do transformador. Para transformadores com terminais abertos, os terminais de cabos são conectados diretamente às buchas. Para classificações maiores que exigem maior capacidade de corrente, podem ser fornecidos conectores de terminal separados.

A placa de identificação do transformador deve permanecer visível na porta de inspeção para facilitar a identificação e o agendamento da manutenção.

 

4.4 Aterramento da Subestação

O aterramento adequado constitui um dos recursos de segurança mais críticos de qualquer instalação elétrica, e subestações compactas exigem atenção especial ao projeto e implementação do sistema de aterramento.

• Finalidade do aterramento.Um sistema de aterramento eficaz fornece um caminho de baixa{0}}impedância para que as correntes de falta retornem à fonte, limita o aumento de tensão durante condições de falta, estabiliza os potenciais do circuito em relação ao aterramento e garante que o gabinete e as peças condutoras expostas permaneçam com potencial zero ou próximo a zero durante a operação normal. O aterramento adequado protege o pessoal e o equipamento contra condições de tensão perigosas que poderiam causar choque, incêndio ou danos ao equipamento.
• Aterramento do Sistema.O ponto neutro do enrolamento secundário do transformador deve ser aterrado. Este aterramento do sistema limita o aumento de tensão durante faltas monofásicas-para{3}}aterramento e fornece uma tensão de referência essencial para a operação adequada de relés de proteção e equipamentos de medição.
• Aterramento do equipamento.Todos os invólucros metálicos dentro da subestação, incluindo o invólucro do quadro de distribuição de média-tensão, o quadro de distribuição de baixa-tensão, o tanque do transformador e o próprio invólucro da subestação, devem ser interligados e conectados ao terminal de aterramento principal. O aterramento do equipamento serve principalmente para a segurança do pessoal: quando ocorre uma falha de isolamento dentro de um equipamento, a corrente de falha flui através do condutor de aterramento para o terra, e não através de uma pessoa que possa estar em contato com o equipamento.
• Condutores de aterramento.A área da seção-transversal dos condutores de aterramento deve ser selecionada com base na corrente de falta máxima esperada e no aumento de temperatura permitido. As áreas de seção-transversais mínimas típicas para condutores de aterramento de cobre em uma subestação compacta incluem 30 mm² para conexões de aterramento principais, 35 mm² para comutadores de média-tensão e aterramento de transformadores e 95 mm² para a conexão ao barramento neutro de baixa-tensão.
• Eletrodos de aterramento.A conexão entre o sistema de aterramento da subestação e o próprio solo é obtida por meio de eletrodos de aterramento, como hastes de aço-revestidas de cobre cravadas no solo, placas de aterramento enterradas horizontalmente ou fitas de cobre enterradas. As hastes de aterramento são normalmente cravadas a uma profundidade de 2,5 a 3 metros. Várias hastes são espaçadas pelo menos 5 metros entre si para maximizar a eficácia. A rede de aterramento é geralmente construída acionando hastes nos quatro cantos da fundação e interligando-as com um laço condutor enterrado.
• Resistência de aterramento.A resistência de aterramento alvo para um sistema de aterramento de subestação é normalmente de 5 ohms ou menos, embora algumas concessionárias projetem seus sistemas para atingir alguns décimos de 1 ohm. Aditivos como agentes de redução-de resistividade podem ser necessários em solos-de alta resistividade para atingir valores aceitáveis ​​de resistência de aterramento.
• Requisitos de conexão.O invólucro da subestação deve ser conectado de forma confiável à rede de aterramento em dois pontos separados. O terminal de aterramento principal, normalmente localizado no compartimento-de baixa tensão, serve como interface entre o sistema de aterramento interno da subestação e o condutor de aterramento do sistema externo. Nos sistemas TN-C, o aterramento de proteção e o condutor neutro (PEN) são combinados e conectados ao barramento PEN. Em sistemas TN-S com condutores neutros e de proteção separados, cada condutor se conecta ao seu respectivo barramento, com o neutro e o aterramento de proteção ligados apenas na fonte.

 

4.5 Verificações finais da instalação

Após a conclusão de toda a instalação mecânica, terminações de cabos e conexões de aterramento, uma inspeção final deverá ser realizada antes de prosseguir para o comissionamento.

Verifique se todas as portas abrem e fecham suavemente, sem emperramento ou força excessiva. Confirme se todas as conexões aparafusadas apertadas durante a instalação permanecem seguras, prestando atenção especial às conexões do barramento, terminações de cabos e ligações de aterramento. Os fixadores-apertados de fábrica geralmente são marcados com tinta como uma indicação visual do torque adequado; verifique se essas marcas não mudaram.

Inspecione todas as entradas de cabos para garantir que estejam devidamente vedadas contra entrada de umidade e penetração de roedores. Confirme se as etiquetas de advertência estão presentes e fixadas corretamente em todos os locais necessários. Remova quaisquer objetos estranhos, incluindo parafusos soltos, porcas, ferramentas ou detritos, de todos os compartimentos.

 

 

 

 

5.1 Verificações pré-de energização

Antes que a subestação compacta possa ser energizada e colocada em serviço, uma série sistemática de verificações e testes deve ser realizada para verificar se a instalação está pronta para operação e se todos os sistemas de segurança funcionam conforme pretendido.

Inspeções Preliminares.Realize as seguintes verificações preliminares com todos os equipamentos de manobra na condição des{0}}desenergizada:

Verifique se todos os interruptores-seccionadores e disjuntores estão na posição DESLIGADO antes de continuar. Confirme a operação adequada dos intertravamentos mecânicos e elétricos, que são projetados para evitar sequências operacionais inseguras. Para painéis isolados a SF6, verifique o indicador de pressão do gás para confirmar se a pressão permanece dentro da faixa especificada (normalmente, o ponteiro deve estar na zona verde do manômetro).

Certifique-se de que a fonte de alimentação de controle esteja disponível e que todos os relés e medidores de proteção estejam configurados e funcionando corretamente. Realize um teste operacional da unidade principal do anel e dos sistemas de controle e proteção do painel-de baixa tensão, observando o correto funcionamento das funções de abertura e fechamento do disjuntor.

Teste de isolamento.Meça a resistência de isolamento à terra de cada condutor de fase. A prática padrão exige leituras de resistência de isolamento não inferiores a 200 mega-ohms. Leituras mais baixas podem indicar isolamento danificado ou contaminado, e uma investigação mais aprofundada é necessária antes de prosseguir.

Teste Dielétrico.Se exigido pelas regulamentações locais ou especificações do projeto, um teste de tensão suportável de frequência-de energia pode ser realizado. A tensão de teste a ser aplicada no local é normalmente 80% do valor de teste de fábrica especificado na IEC 60694, aplicada por um período definido.

Verificação da sequência de fases.Confirme se a sequência de fases da fonte de média-tensão de entrada corresponde à rotação necessária para o transformador e o equipamento a jusante. Uma sequência de fases incorreta pode fazer com que os motores funcionem ao contrário e afetar a operação de alguns relés de proteção.

 

5.2 Sequência de comissionamento-passo a{2}}passo

Com todas as verificações de pré{0}}energização satisfeitas, a subestação pode ser comissionada usando a sequência a seguir.

Etapa 1 – Verificação de isolamento.Antes de prosseguir, confirme se todos os elementos da chave estão nas posições DESLIGADO ou ABERTO, incluindo o conjunto de manobra de baixa-tensão, o quadro de manobra de média-tensão e quaisquer disjuntores miniatura que controlem os circuitos auxiliares.

Etapa 2-Energização de média tensão.Somente pessoal devidamente autorizado e treinado em segurança elétrica poderá conectar a alimentação de média-tensão ao transformador. O quadro de distribuição de média-tensão deve ser ligado de acordo com as instruções de operação do fabricante. No momento da energização, o pessoal deve manter-se afastado e observar o equipamento em busca de sons anormais, arcos ou outros sinais de mau funcionamento.

Etapa 3-Verificação de baixa tensão.Após o transformador ter sido energizado, verifique a baixa tensão CA presente no painel de-baixa tensão. Meça a diferença de tensão entre os condutores de linha e registre esses valores no relatório de comissionamento. A baixa tensão medida deve estar dentro de ±5 volts da tensão nominal do inversor. Se o desvio exceder essa tolerância, os taps do transformador deverão ser ajustados usando o comutador-de tap em carga-e, em seguida, a tensão-medida e verificada novamente.

Etapa 4 – Conexão da fonte de alimentação interna.Se a subestação incluir um transformador de alimentação interno, a alimentação interna da própria estação deverá ser conectada fechando o disjuntor principal no quadro de sub{0}distribuição da estação. Em seguida, feche os disjuntores miniatura individuais para iluminação da estação, a tomada aterrada (garantindo que o dispositivo de corrente residual integrado esteja funcional), ventiladores, equipamentos de medição e dispositivos de comunicação.

Etapa 5 – Conexão da fonte de alimentação do inversor.Feche o disjuntor identificado como "Fonte de tensão SC1" para o primeiro inversor. Se estiverem instalados dois inversores, feche o disjuntor correspondente para o segundo inversor.

Etapa 6-Energização do painel de distribuição de baixa tensão.Com todas as verificações concluídas, o painel de-baixa tensão pode ser ligado para fornecer energia à rede de distribuição a jusante. O procedimento específico para energização de quadros de baixa-tensão está detalhado na documentação do fabricante do quadro.

Etapa 7 – Comissionamento do Inversor.Após a energização bem-sucedida da subestação e a verificação dos níveis de tensão adequados, os inversores conectados podem ser comissionados de acordo com as instruções do fabricante do inversor.

 

5.3 Documentação de Comissionamento

O processo de comissionamento deve ser minuciosamente documentado. Para que a garantia e as reivindicações de garantia permaneçam válidas, aplicam-se determinados requisitos. Especificamente, a inicialização-pode precisar ser realizada pelo fabricante do equipamento ou seu representante autorizado, ou um relatório de comissionamento totalmente preenchido e assinado deve ser arquivado com o fabricante antes de colocar o equipamento em serviço.

A documentação de comissionamento deve incluir:

• O número de série da subestação e designação de tipo
• Endereço do local de instalação
• Medições de tensão registradas
• Resultados dos testes de resistência de isolamento
• Verificação da sequência correta de fases
• Confirmação das configurações adequadas do relé de proteção
• Reconhecimento de que todos os intertravamentos mecânicos e elétricos funcionam corretamente
• Aprovação final-do engenheiro de comissionamento responsável

 

5.4 Aceitação Final

Após a subestação ter sido energizada e todos os testes funcionais verificados como satisfatórios, a instalação é aceita para serviço. A documentação de comissionamento deverá ser arquivada junto com a documentação do sistema da subestação, prontamente acessível para referência futura pelo pessoal de manutenção.

Todas as chaves das fechaduras das portas devem ser removidas das fechaduras e armazenadas em local seguro e designado, acessível apenas a pessoal autorizado. O gabinete da subestação deverá ser trancado para evitar acesso não autorizado, conforme exigido pelos regulamentos de segurança e procedimentos operacionais padrão.

 

 

 

6.1 Condições Normais de Operação

As subestações compactas são projetadas para operação contínua sob condições de serviço específicas. O operador deve garantir que estas condições sejam mantidas durante toda a vida útil da subestação.

• Parâmetros elétricos.A tensão aplicada e a corrente de carga não devem exceder os valores nominais especificados na placa de identificação da subestação. A operação contínua acima dos valores nominais causa superaquecimento, envelhecimento acelerado do isolamento e pode acionar dispositivos de proteção.
• Condições ambientais.A subestação deverá ser operada dentro de sua faixa de temperatura ambiente especificada, que normalmente é de -20 graus a +45 graus para configurações padrão. A umidade relativa deve ser mantida entre 15% e 95% (sem-condensação). A operação em altitudes acima de 1.000 metros requer redução da capacidade de resistência de tensão.
• Ventilação.A subestação depende principalmente da circulação natural de ar através de venezianas nas portas dos compartimentos para resfriamento. As portas dos compartimentos dos transformadores não devem ser obstruídas e a vegetação que cresce ao redor da subestação deve ser aparada conforme necessário para manter o fluxo de ar adequado.

 

6.2 Procedimentos Operacionais

• Operações normais de comutação.Ao operar unidades principais em anel ou outros equipamentos de manobra dentro da subestação, a sequência operacional correta deverá ser observada. Por segurança, antes de abrir a tampa do compartimento de cabos, o alimentador associado deve ser aterrado e verificado como-desenergizado.
• Intertravamentos mecânicos.A subestação incorpora intertravamentos mecânicos projetados para evitar sequências operacionais inseguras, como a abertura de uma porta do compartimento de cabos antes do circuito ser aterrado. O intertravamento deve ser corretamente desativado antes de cada operação ser tentada; forçar a ultrapassagem de um intertravamento indica uma sequência operacional incorreta que pode resultar em perigo.
• Ferramentas operacionais isoladas.Uma haste de operação isolada deverá ser usada sempre que forem necessárias operações manuais de comutação. A alavanca de operação fornecida com a subestação geralmente é adequada para esta finalidade.
• Indicadores Visuais.Antes de realizar qualquer procedimento operacional, os indicadores de tensão capacitiva devem ser verificados. Um indicador aceso sinaliza a presença de tensão na linha; um indicador apagado indica ausência de tensão, embora ainda seja necessário cuidado para verificar a des{1}}energização por outros meios antes de tocar nos condutores.

 

6.3 Monitoramento Operacional de Rotina

Durante a operação normal, o pessoal deve observar periodicamente a subestação em busca de sinais de condições anormais.

• Indicadores sonoros.Ouça ruídos anormais do transformador, como zumbidos que mudaram de tom ou volume, sons crepitantes que podem indicar descarga parcial ou ruídos mecânicos de componentes soltos.
• Indicadores Visuais.Observe as leituras de tensão e corrente em instrumentos e medidores, observando flutuações incomuns ou leituras fora das faixas esperadas. Verifique se todos os indicadores de status e luzes de advertência são exibidos corretamente e se nenhum indicador de alarme está aceso.
• Monitoramento Ambiental.Verifique periodicamente a temperatura interna e os níveis de umidade dentro de cada compartimento. A temperatura excessiva pode indicar condições de sobrecarga ou bloqueio de ventilação. A condensação dentro dos compartimentos pode indicar que o equipamento de aquecimento ou desumidificação não está funcionando corretamente.

 

 

7.1 Filosofia de Manutenção

A manutenção regular e sistemática é essencial para garantir a operação segura e confiável contínua de uma subestação compacta durante toda a sua vida útil pretendida. Um programa de manutenção preventiva bem{1}}planejado detecta problemas em desenvolvimento antecipadamente, permitindo ações corretivas antes que as falhas ocorram, evitando assim interrupções não planejadas, incidentes de segurança e reparos de emergência dispendiosos.

As atividades de manutenção são categorizadas em três níveis:

• Inspeção de rotina.Realizado externamente enquanto a subestação permanece em operação. A inspeção de rotina inclui a verificação das leituras de tensão e corrente, a verificação de ruídos ou odores anormais e a observação das condições ambientais ao redor da subestação. Essa inspeção normalmente faz parte de patrulhas regulares nas instalações.
• Inspeção Periódica.Realizado em intervalos programados com a subestação em operação (inspeção ordinária) ou des{0}}energizada (inspeção detalhada). A inspeção comum concentra-se nas condições externas, como acúmulo de poluição e corrosão. A inspeção detalhada requer interrupção da operação e abrange funções de proteção, sistemas de controle, mecanismos de intertravamento e inspeção interna de equipamentos.
• Manutenção.Realizado quando a inspeção revela condições anormais ou quando um número especificado de ciclos operacionais foi atingido (por exemplo, 1.000 operações para determinados dispositivos de comutação).

 

7.2 Intervalos de manutenção recomendados

Os intervalos de manutenção variam com base nas condições ambientais, nas tarefas operacionais e na criticidade do equipamento. O cronograma a seguir fornece orientações gerais:

• Inspeção Visual:Mensalmente ou com mais frequência em condições adversas, como ambientes costeiros, áreas-de alta poluição industrial ou regiões com muita poeira ou areia.
• Manutenção de rotina:A cada 6 a 12 meses, dependendo do ambiente operacional e das condições de carga.
• Revisão abrangente:A cada 3 a 5 anos para a maioria dos equipamentos ou de acordo com as recomendações{2}específicas do fabricante.
• Inspeção detalhada dos mecanismos operacionais:Aproximadamente a cada 6 anos para mecanismos de disjuntores e outros dispositivos operados com frequência.

 

7.3 Procedimentos de Manutenção

• Inspeção Visual.Faça uma inspeção-completa do exterior da subestação. Verifique se há ferrugem, amassados, deformações ou danos no revestimento anti-corrosão do gabinete. Verifique se todos os sinais e etiquetas de advertência permanecem presentes e legíveis. Certifique-se de que as portas e compartimentos estejam devidamente vedados e que as venezianas permaneçam desobstruídas.
• Limpeza de-energizada.Ao realizar manutenção detalhada, a subestação deve ser des{0}}energizada e bloqueada de acordo com os procedimentos de segurança aplicáveis. Após o isolamento, a poeira e os detritos devem ser removidos de todos os compartimentos. Isoladores, buchas e outras superfícies de isolamento devem ser limpos com aspirador de pó ou ar comprimido seco. Depósitos pegajosos ou gordurosos nos isoladores podem ser removidos com um pano sem fiapos umedecido em um agente de limpeza aprovado.
• Aperto da conexão.Devido aos ciclos de expansão e contração térmica, as conexões dos terminais podem se soltar com o tempo. Durante a manutenção periódica, todas as conexões de barramento, terminações de cabos e ligações de aterramento devem ser reapertadas com os valores de torque especificados usando uma chave dinamométrica calibrada.
• Verificação de componentes mecânicos.Os mecanismos de operação de disjuntores, seccionadores e interruptores devem ser operados aproximadamente 10 a 12 vezes para verificar o funcionamento mecânico. Verifique o movimento suave dos rolos, pinos e peças deslizantes. Lubrifique os componentes mecânicos utilizando lubrificantes aprovados conforme especificado na documentação do fabricante; a graxa velha deve ser removida antes da aplicação da graxa nova.
• Testes Elétricos e Térmicos.Realize testes de resistência de isolamento dos circuitos principais para verificar a integridade dielétrica. A varredura termográfica (inspeção infravermelha) deve ser realizada para detectar pontos críticos que indiquem conexões soltas, circuitos sobrecarregados ou falhas iminentes. Testes funcionais devem ser realizados em relés de proteção, indicadores de passagem de falta e quaisquer dispositivos de comutação controlados remotamente.
• Monitoramento da pressão do gás.Para painéis isolados a SF6, verifique se o indicador de pressão do gás permanece dentro da zona verde (normalmente 0,25 a 0,5 bar de pressão relativa a 20 graus). Se a pressão se aproximar do limite de alarme, a condição deverá ser investigada. Monitores de densidade de gás com contatos de alarme e desarme fornecem notificação automática de condições de baixa pressão.
• Verificação do sistema de aterramento.Verifique a continuidade do sistema de aterramento em todos os pontos acessíveis. Meça a resistência do terra periodicamente para confirmar se ela permanece dentro dos limites aceitáveis ​​(normalmente 5 ohms ou menos). A inspeção visual das conexões de aterramento deve verificar se todas as ligações permanecem firmes e livres de corrosão.
• Verificações do sistema auxiliar.Verifique a operação adequada da iluminação do compartimento, dos interruptores{0}}operados pelas portas, dos controladores de temperatura e umidade, da operação do ventilador e de quaisquer sistemas de detecção de incêndio ou fumaça instalados. Se os ventiladores não iniciarem automaticamente, o controlador de temperatura deverá ser ajustado para uma configuração abaixo da temperatura ambiente atual para iniciar manualmente os ventiladores para fins de teste.

 

7.4 Considerações Especiais para Componentes Específicos

• Unidades principais do anel.A RMU foi projetada para ser praticamente isenta de manutenção-, exigindo apenas limpeza genérica e inspeção periódica. No entanto, as seções-seladas a gás são continuamente monitoradas por indicadores de pressão de gás e não requerem revisão periódica. Recomenda-se uma inspeção detalhada dos mecanismos operacionais aproximadamente a cada 6 anos.
• Transformadores.Para transformadores-imersos em óleo, a temperatura do óleo e a temperatura do enrolamento devem ser monitoradas. A unidade de proteção do transformador deve ser configurada com configurações de temperatura adequadas. Verifique periodicamente se há vazamentos de óleo, especialmente em torno de juntas cimentadas, juntas e vedações de buchas. A condição da bucha deve ser inspecionada quanto a sinais de rastros, rachaduras ou contaminação.
• Quadro de distribuição-de baixa tensão.Inspecione os disjuntores quanto a sinais de superaquecimento, incluindo descoloração dos terminais ou derretimento do isolamento. Verifique se os dispositivos de corrente residual (RCDs) funcionam corretamente testando de acordo com as instruções do fabricante.

 

7.5 Segurança de Manutenção

Todos os trabalhos de manutenção devem ser realizados apenas por pessoal qualificado e familiarizado com as características específicas do quadro e equipamentos associados.

Antes de qualquer trabalho ser realizado na subestação, o equipamento deve ser des{0}}energizado. As Cinco Regras de Segurança da Engenharia Elétrica devem ser rigorosamente observadas:

• Isolar (desconectar de todas as fontes de abastecimento)
• Seguro contra religamento
• Verifique o isolamento seguro do fornecimento
• Terra e curto-circuito
• Cubra ou bloqueie as partes energizadas adjacentes

When work is performed on energized equipment (e.g., during troubleshooting), proper safety equipment including insulated gloves, insulating mats, and other appropriate personal protective equipment must be used.

As atividades de manutenção que exijam a abertura da porta do compartimento do transformador poderão ser interligadas com a unidade principal do anel; operar esses intertravamentos incorretamente pode produzir condições perigosas; portanto, a sequência adequada descrita nas instruções de operação deve ser seguida.

 

 

8.1 Problemas Comuns e Ações Corretivas

• Ruído anormal do transformador.Se o transformador emitir estalos, zumbidos de tom alterado ou outros sons inesperados, as possíveis causas incluem afrouxamento do núcleo, movimento do enrolamento, descarga parcial ou sobrecarga severa. A carga deve ser reduzida e o transformador inspecionado.
• Temperatura excessiva.Altas temperaturas operacionais podem resultar de condições de sobrecarga, má ventilação, alta temperatura ambiente ou falha interna do equipamento. Verifique os níveis de carga, elimine obstruções das venezianas de ventilação e use imagens térmicas para identificar a fonte de aquecimento.
• Alarme de baixa pressão SF6.Uma queda na pressão do gás pode indicar um vazamento no tanque selado. A retificação imediata é necessária, pois a operação contínua em baixa pressão compromete o isolamento e a capacidade de-extinção do arco. Os vazamentos deverão ser localizados e reparados e a pressão do gás restaurada ao nível nominal.
• Indicação de falha à terra.Quando um indicador de passagem de falta ou um relé de proteção indicar uma falta à terra, o circuito afetado deverá ser identificado e isolado. A investigação deve determinar se a falha é transitória (por exemplo, causada por umidade temporária ou vida selvagem) ou permanente (dano no isolamento do cabo ou falha interna).

 

8.2 Quando entrar em contato com o fabricante

Algumas condições exigem suporte do fabricante ou pessoal de serviço{0}autorizado pela fábrica. Entre em contato com o fabricante quando:

• A subestação requer a substituição dos principais componentes não destinados ao serviço de campo
• Ocorreu arco interno ou falha elétrica grave
• São necessários reparos complexos em painéis isolados a SF6
• São encontradas condições incomuns que não são abordadas neste guia ou na documentação específica do-equipamento
• As configurações do relé de proteção exigem recálculo ou reconfiguração além dos ajustes padrão

 

 

 

As seguintes considerações de segurança são de suma importância durante a instalação, operação e manutenção de subestações compactas.

• Perigo de choque elétrico.Altas tensões estão presentes na subestação. Antes de qualquer trabalho ser executado, a subestação deve ser des{1}}desenergizada de todas as fontes, incluindo painéis de baixa-tensão, painéis de média-tensão e qualquer fonte de tensão externa. Após a des{5}}energização, verifique a ausência de tensão antes de tocar em qualquer condutor.
• Risco de arco elétrico.As subestações compactas projetadas de acordo com a IEC 62271-202 incorporam classificações de arco interno que contêm energia de arco dentro de áreas definidas. No entanto, todo trabalho em ou próximo a equipamentos energizados ainda deve ser realizado com equipamento de proteção individual adequado e de acordo com os padrões de segurança de arco elétrico aplicáveis.
• Perigo de queimadura.Alguns componentes, especialmente fusíveis e buchas de transformadores, podem aquecer durante a operação normal. Use luvas apropriadas ao manusear ou trabalhar próximo a esses componentes e permita um tempo de resfriamento adequado antes de realizar a manutenção.
• Perigo de incêndio.Deve ser mantida uma distância de segurança de pelo menos 5.000 mm em relação a objetos inflamáveis. A subestação normalmente é fornecida com um extintor de incêndio como parte da entrega padrão, que deve permanecer acessível e inspecionado regularmente quanto à operacionalidade.
• Segurança Ambiental.Ao manusear gás SF6 de comutadores, devem ser utilizados métodos ambientalmente compatíveis. Equipamentos de recuperação de gás evitam a liberação de SF6, que é um potente gás de efeito estufa.

 

 

10. Guias de instalação e operação de transformadores relacionados

Subestações compactas integram transformadores e painéis de distribuição em um gabinete com eficiência de espaço para distribuição externa. Para tipos de transformadores tradicionais com diferentes designs de montagem, resfriamento ou gabinete, consulte os seguintes guias dedicados.

• Guia de instalação e operação de transformadores de subestação
• Guia de instalação e operação do transformador de potência
• Guia de instalação e operação do transformador montado em poste
• Guia de instalação e operação do transformador montado em almofada
• Guia de instalação e operação do transformador tipo seco

 

 

 

 

 

11. Referências

As subestações compactas são-testadas de acordo com a edição mais recente da IEC 62271-202, que especifica os requisitos para subestações secundárias compactas. Padrões aplicáveis adicionais incluem IEC 62271-1 para especificações de comutadores comuns, IEC 62271-100 para disjuntores, IEC 62271-200 para cubículos de comutadores, IEC 62271-102 para seccionadores e chaves de aterramento, IEC 62271-103 para chaves seccionadoras de carga, IEC 60529 para graus de proteção fornecidos por gabinetes (códigos IP), IEC 60076 para transformadores de potência e IEC 61439 para conjuntos de manobra de baixa tensão.

Para qualquer dúvida ou preocupação técnica relacionada à instalação, operação ou manutenção de uma subestação compacta, entre em contato com a linha de serviço do fabricante do equipamento com as seguintes informações prontamente disponíveis: o número de série da subestação, a designação do tipo e o endereço do local de instalação.