Religadores X Disjuntores – quando utilizar um ou outro em subestações?

mar, 2010

Edição 38, Março de 2009

Por Rogério Menezes de Moraes

Quando utilizar um ou outro em subestações?

Engenheiros de projeto de distribuição frequentemente se deparam com situações em que a escolha para a aplicação de religadores ou disjuntores em subestações de energia elétrica é necessária.

Embora apresentem características semelhantes, os dois equipamentos possuem normas técnicas individuais, por exemplo, no Brasil, existem a NBR IEC 62271-100, para disjuntores de alta-tensão de corrente alternada, e a NBR 8177, para religadores automáticos de circuitos monofásicos e polifásicos com tensão nominal acima de 1000 V. Nos Estados Unidos, há a ANSI/IEEE C37.20 para disjuntores e C37.60 para religadores.

As diferenças entre as normas existem para atender às particularidades de cada um dos equipamentos, resultando em características construtivas diferentes em função de suas aplicações nos sistemas de distribuição de energia elétrica. Os disjuntores são para uso em subestações e os religadores, originalmente, indicados para aplicações ao longo das redes de distribuição.

Os disjuntores são equipamentos geralmente fornecidos sem os circuitos de controle e proteção integrados, para uso em subestações, com requisitos de nível básico de isolamento (NBI), capacidade de interrupção e ciclo de operação diferenciado quando comparados com os religadores. Já os religadores são, normalmente, fornecidos com seus circuitos de controle e proteção completos e integrados para instalação em postes ao longo das redes de distribuição aéreas.

 

Por serem equipamentos com transformadores de corrente e relés de proteção já integrados ao equipamento de manobra e interrupção do circuito, até hoje os religadores são aplicados em subestações para controle e proteção das redes de distribuição.

Foto religador em SE

Essa aplicação é cada vez mais frequente em subestações de pequeno porte, em que o nível de curto-circuito e o estudo de coordenação de isolamento permitem sua instalação. O uso do religador tem motivado o desenvolvimento dos dispositivos de proteção, controle e medição, cada vez mais completos para os equipamentos ofertados para o mercado de energia elétrica.

Com o advento da tecnologia digital microprocessada, os religadores com acionamento hidráulico, eletromecânico ou eletrônico tornaram-se rapidamente obsoletos e limitados para uso em sistemas de supervisão, controle, automação e esquemas de proteção mais complexos. É comum em distribuidoras de energia elétrica, para atender a projetos de modernização da rede, a substituição por equipamentos com controles cada vez mais próximos aos relés de proteção aplicados em alimentadores de distribuição.

Religador hidráulico

Como principais vantagens da aplicação de religadores para controle e proteção de alimentadores de distribuição, usados na subestação, podem-se relacionar os seguintes itens:

o Redução de investimento em estruturas de subestações e obras civis (base de concreto, canaletas, cabos etc.);

o Possibilidade de redução de áreas de subestações, com barramentos mais compactos e de operação mais simples;

o Padronização de equipamentos comandados pelas equipes de manutenção/operação de rede, implicando redução dos riscos de operações indevidas;

o Garantia de atendimento dos requisitos de imunidade a surtos e interferências magnéticas (quando os religadores aplicados em subestações atendem a este requisito de norma);

o Economia de investimentos com aquisições de transformadores de corrente;

o Economia de investimentos com instalação de circuitos de corrente contínua, levados ao pátio da subestação. Como consequência, eliminam-se riscos de transferências de potencial entre o pátio e a sala de controle, e desligamentos indevidos por indução em cabos de controle instalados em canaletas e interferências eletromagnéticas, aumentando a confiabilidade das instalações;

o Integração em um único painel as funções de controle, proteção, medição e, mais recentemente, os automatismos e interfaces para supervisão, controle e integração em sistemas SCADA, reduzindo os homens-hora de engenharia de aplicação e integração.

O uso de controles digitais microprocessados permite ainda que todas as modernas funcionalidades obtidas com o uso de relés de proteção estejam também disponíveis na aplicação de religadores, por exemplo, para as funções de monitoramento de circuitos:

o Medição de tensão no lado Fonte e lado Carga;

o Sequência de eventos e oscilografia de faltas;

o Monitoramento do sistema interno do circuito de carga e supervisão da bateria;

o Registro de perfil de carga para orientar estudos de planejamento;

o Monitoramento de desgaste dos contatos para melhorar o planejamento dos serviços de manutenção;

o Contador de operações;

o Localizador de faltas para redução de tempo nas pesquisas de defeito;

o Registro de quedas, oscilações e interrupções de tensão, monitoramento de qualidade do suprimento;

o Sincronismo de tempo para facilitar as análises de ocorrência com registro de eventos em uma única base de tempo em todo o sistema;

o Programações de lógicas para permitir que os equipamentos sejam dotados de inteligência local, para executar manobras automáticas sem intervenção de operadores.

O uso de dispositivos de sincronismo de tempo, acoplados aos controles de religadores, tanto os instalados em subestação como os utilizados ao longo da rede de distribuição, permite a mesma base para registro de eventos durante as ocorrências do sistema, facilitando a análise pós-falta.

Dispositivo de Sincronismo de Tempo (GPS)

Para as funções de medição – garantindo a segurança e a confiabilidade da operação dos circuitos em tempo real, além de facilitar os estudos de planejamentos –, os equipamentos devem possuir:

o valores instantâneos de corrente, tensão, potência, demanda, energia, frequência, fator de potência;

o valores eficazes (RMS) de correntes, tensões e potências;

o harmônicos de correntes e tensões.

Normalmente, os religadores são fabricados com tensão nominal de até 38 kV, NBI (Nível Básico de Isolamento) de até 200 kV e capacidade de interrupção de até 16 kA. Sempre que o projeto da subestação permitir, a solução de alimentadores de distribuição protegidos na subestação por religadores será uma alternativa a ser avaliada técnica e economicamente. E essa poderá representar uma redução significativa de custos, tornando-se uma alternativa viável e interessante.

Respeitando as normas individuais de cada concessionária, essa solução também pode ser aplicada para proteção de entrada de consumidores ligados em alta tensão (classe 15 kV ou 38 kV), representado uma redução significativa nos investimentos com instalações, com melhoria na confiabilidade dos esquemas de proteção e facilitando a operação local das subestações de consumidores industriais.

Os controladores de religadores devem representar a melhor opção para disponibilizar todas as funções de proteção, localização de defeito, automatismos da rede de distribuição, qualidade da energia, oscilografia, entre outras. Também devem
permitir a aplicação de modernas práticas de supervisão, controle e proteção nas redes de distribuição, aumentando o desempenho e a confiabilidade dos circuitos.

A padronização de controles para uso em religadores de distribuição contribui para a redução significativa de custos de estoque com equipamentos de diversos fabricantes e necessidade de treinamentos intensivos das equipes de operação e manutenção. Dessa forma, a melhor opção será sempre o emprego de controles que permitam maior compatibilidade com equipamentos disponíveis no mercado.

O uso de um único modelo de controle, considerando que é esta a interface do equipamento com o operador de distribuição, permite ainda a operação mais familiarizada, minimizando os riscos de operações indevidas e interrupções de fornecimento consequentes de erros de manobra.

Controle de religador de distribuição

Foto do operador na caçamba

Por questões de segurança operacional, o uso de um acessório de comunicação, que transforme a porta serial de parametrização do controle do religador em comunicação sem fio (transceiver wireless), é recomendado para reduzir os riscos de acidentes. Além do aumento da segurança do operador local, essa medida oferece a vantagem adicional de uma operação confortável, no nível do solo, sem necessidade de conexão por cabo com computadores portáteis. Neste caso, as tarefas de coleta de dados, as mudanças de ajustes e a operação local são realizadas com risco reduzido e livre dos transtornos causados pela necessidade de acesso por escada, caminhões de linha viva e de condições climáticas.

 

 


 

ROGÉRIO MENEZES DE MORAES é engenheiro eletricista, especializado em Sistemas Elétricos e em Marketing Empresarial. É consultor em Aplicação para Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica da Schweitzer Engineering Laboratories, Comercial Ltda.

Comentários

Deixa uma mensagem

%d blogueiros gostam disto: