UNIVERSIDADE DO PLANALTO CATARINENSE CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA MATEUS SOUZA ISRAEL

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1 UNIVERSIDADE DO PLANALTO CATARINENSE CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA MATEUS SOUZA ISRAEL ACOMPAMANETO DA CONSTRUÇÃO DA SUBESTAÇÃO DE SÃO JOÃO BATISTA LAGES, SC 2018

2 MATEUS SOUZA ISRAEL ACOMPAMANETO DA CONSTRUÇÃO DA SUBESTAÇÃO DE SÃO JOÃO BATISTA Projeto de estágio supervisionado submetido à Universidade do Planalto Catarinense para obtenção dos créditos de disciplina com nome equivalente no curso de Engenharia Elétrica. Prof. Stéfano Frizzo Stefenon Orientador LAGES 2018

3 RESUMO Este relatório tem como objetivo, relatar o andamento da obra da subestação de São João Batista. Tudo começou com o projeto que por si só apresentou várias dificuldades e desafios. Uma delas é que está sendo construída uma nova SE, e será reaproveitado o transformador já existente. Após as adversidades do projeto serem resolvidas, iniciou-se a parte da execução. Foi nesse ponto que o estágio foi mais produtivo, pois atividades de campo são extremamente imprevisíveis, e demostram que o conhecimento de sala de aula é valido porem insuficiente. Como engenheiros, precisamos de um conhecimento mais amplo para tomar as decisões corretas. Palavras Chave: Subestação. Projeto. Transformador.

4 ABSTRACT This report aims to report on the progress of the work of the substation of Saint John the Baptist. It all started with the project that alone presented several difficulties and challenges. One is that a new SE is being built, and the existing transformer will be reused. After the adversities of the project were solved, the execution part began. It was at this point that the stage was most productive, as field activities are extremely unpredictable, and show that classroom knowledge is worthwhile but insufficient. As engineers, we need a broader knowledge to make the right decisions. Key word: Substation. Project. Transformer.

5 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Planta de Implantação e Situação...13 Figura 2 Planta Baixa...14 Figura 3 Corte...14 Figura 4 Detalhamento da malha de aterramento...15 Figura 5 Diagrama unifilar e quadro de cargas...15 Figura 6 Subestação abrigada...17 Figura 7 Parte interna SE...17 Figura 8 à esquerda SE abrigada e à direita casa de máquinas...17 Figura 9 Transformador embalado...19 Figura 10 Transformador sendo alocado dentro da SE...20

6 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ELABORAÇÃO DO PROJETO APRESENTAÇÃO Aterramento Transformadores Chaves Seccionadoras Proteção AT Proteção BT e Cabos de Baixa Tensão Iluminação Artificial Iluminação de Emergência Iluminação Natural Aterramento das Partes Metálicas Aterramento do Neutro dos Transformadores Quadros de Medição Quadros de Medição Cubículo de TC e TP PLANTAS Planta de Implantação Planta Baixa Corte Malha de Aterramento Diagrama Unifilar PROBLEMA OBJETIVOS Geral Específicos ACOMPAHAMENTO E REALIZAÇÃO DOS TRABALHOS CONCLUSÃO...20 BIBLIOGRAFIA...20

7 7 1 INTRODUÇÃO Este estágio foi desenvolvido em São João Batista na construção de uma subestação. A obra está sendo realizada pela empresa Inove Engenharia e Construções LTDA ME. Para que fosse contratada, a mesma passou por um processo de licitação, onde a empresa ALFA Engenharia foi a contratada para a execução da obra, e terceirizou o serviço através da Inove. O local e a parte arquitetônica do projeto não foram obras de estudo para o presente trabalho. Abordou-se apenas a implementação do sistema elétrico. A edificação atualmente conta com uma subestação externa em poste com um transformador de 225kVA de potência. A mesma está sendo desativada para a construção de uma subestação abrigada, com a instalação de dois transformadores independentes, sendo um de 225kVA para atendimento da parte utilizada pela prefeitura e um de 500kVA que atenderá a parte locada pelo Sesc. O transformador de 225kVA foi reaproveitado da subestação externa existente.

8 8 2 ELABORAÇÃO DO PROJETO A contratação da obra foi feita por conta do alto consumo de energia da empresa. Atualmente a empresa contratante conta com uma subestação externa em poste com um transformador de 225kVA de potência, que está sendo realocado para atender a demanda da prefeitura Municipal. A mesma esta será desativada para a construção de uma subestação abrigada, com a instalação de dois transformadores independentes, sendo um de 225kVA para atendimento da parte utilizada pela prefeitura e um de 500kVA que atenderá a parte locada pelo Sesc. O transformador de 225kVA será reaproveitado da subestação externa existente. Do quadro geral QGBT1 instalado no interior da subestação, teremos um disjuntor geral trifásico de 350A para proteção da saída do transformador. Deste quadro partirão os cabos de cobre unipolar com classe de isolamento 0,6/1KV EPR 90, de seção 70mm², sendo 2 vias para cada fase e neutro e 1 vias para o terra. A proteção dos condutores será feita através de 2 vias de eletroduto do tipo corrugado de bitola 4, conforme indicado em projeto. Esta alimentação seguirá para a parte utilizada pela prefeitura. Do quadro geral QGBT2 instalado no interior da subestação, teremos um disjuntor geral trifásico de 750A para proteção da saída do transformador. Deste quadro partirão os cabos de cobre unipolar com classe de isolamento 0,6/1KV EPR 90, de seção 150mm², sendo 3 vias para cada fase e neutro e 2 vias para o terra. A proteção dos condutores será feita através de 5 vias de eletroduto do tipo corrugado de bitola 3, conforme indicado em projeto. Esta alimentação seguirá para a parte utilizada pelo Sesc. 2.1 Apresentação Aterramento A malha de aterramento da subestação será em anel circundando toda a subestação, composto por cabo de cobre nú 95mm², interligando a cada 3 metros, no máximo, uma haste de aterramento tipo copperweld diâmetro 16mm x 3,0m de comprimento, totalizando 16 hastes. Na primeira haste de aterramento, que interliga a malha de aterramento ao BEP instalado no interior da subestação, será instalada uma caixa de inspeção de

9 9 aterramento, de dimensões mínimas 30x30x40 cm, com tampa de concreto armado e uma alça retrátil, para possibilitar a verificação do valor da resistência de terra da malha correspondente. O valor da resistência de aterramento, em qualquer época do ano, não deverá ultrapassar a 10 (dez) OHMS. No caso de não ser atingido este limite, deverão ser dispostos tantos eletrodos quantos forem necessários, interligados entre si com condutor de mesma seção do condutor do sistema de aterramento geral, ou ser efetuado tratamento adequado do solo Transformadores O transformador 1 terá potência nominal de 225 kva, com tensão primária de 23,1 KV, com 5 tap s de regulagem, tensão secundária de 380/220 V, frequência de 60 Hz, isolação para 25 KV, a óleo, relocado da subestação externa existente. O transformador 2 terá potência nominal de 500 kva, com tensão primária de 23,1 KV, com 5 tap s de regulagem, tensão secundária de 380/220 V, frequência de 60 Hz, isolação para 25 KV, a seco Chaves Seccionadoras Deverá ser instalada chave seccionadora tripolar a seco, uso interno 400A - 25 KV, com alavanca de manobra e contato auxiliar para intertravamento elétrico (bobina de bloqueio / chave fim de curso) com os disjuntores AT. Para os transformadores, deverão ser instalada chaves seccionadoras tripolar sob carga, uso interno, 400A - 25 KV, com alavanca de manobra e com fusível limitador de abertura tripolar de I=63A. Afim de garantir a manutenção no sistema do transformador 2, foi incluída uma chave seccionadora tripolar sob carga, uso interno, 400A - 25 KV, com alavanca de manobra e com fusível limitador de abertura tripolar de I=63A Proteção AT. Para cada transformador, após as chaves seccionadoras, será instalado disjuntor tripolar, isolação a vácuo, corrente nominal 630 A, classe 25 kv, Icc.: 16 ka, NBI 95 kv, equipado com relé de proteção digital ANSI 50/51 50/51N. Deverá ser utilizado no-break monofásico de 2,5 kva, com autonomia mínima de 2h, para

10 10 garantir a alimentação do relé e o acionamento da bobina do disjuntor em caso de falta de energia. Deverá ser utilizado TP relação /115V montado em suporte na parede do fundo do cubículo. Os TCs deverão ter relação 250/5A, classe 25kV, 10 ka. O conjunto (disjuntor + relé + TCs) deverá ser fornecido montado em estrutura metálica auto suportante, com rodas para movimentação, para instalação em cubículo de alvenaria, conforme desenhos em projeto Proteção BT e Cabos de Baixa Tensão Do quadro geral QGBT1 instalado no interior da subestação, teremos um disjuntor geral trifásico de 350A para proteção da saída do transformador. Deste quadro partirão os cabos de cobre unipolar com classe de isolamento 0,6/1KV EPR 90, de seção 70mm², sendo 2 vias para cada fase e neutro e 1 vias para o terra. A proteção dos condutores será feita através de 2 vias de eletroduto do tipo corrugado de bitola 4, conforme indicado em projeto. Esta alimentação seguirá para a parte utilizada pela prefeitura. Do quadro geral QGBT2 instalado no interior da subestação, teremos um disjuntor geral trifásico de 750A para proteção da saída do transformador. Deste quadro partirão os cabos de cobre unipolar com classe de isolamento 0,6/1KV EPR 90, de seção 150mm², sendo 3 vias para cada fase e neutro e 2 vias para o terra. A proteção dos condutores será feita através de 5 vias de eletroduto do tipo corrugado de bitola 3, conforme indicado em projeto. Esta alimentação seguirá para a parte utilizada pelo Sesc Iluminação Artificial A iluminação artificial será composta por luminárias de sobrepor equipadas com lâmpada e reator AFP 2x40W do tipo fluorescentes Iluminação de Emergência. A iluminação de emergência será composta de três blocos autônomos tipo farolete, com autonomia mínima de 2hs.

11 Iluminação Natural Nos cubículos destinados a instalação dos transformadores e disjuntores de média tensão, deverá ser instalada janela para iluminação natural, nas dimensões 100x50cm, com reforço no meio da largura, com vidro aramado de 7mm de espessura (malha de 10x10mm), instalada a 120 cm do piso Aterramento das Partes Metálicas Todas as partes metálicas da subestação, grades, janelas, porta, carcaças de equipamentos, quadro, suportes, etc. Deverão ser aterradas com cabo de cobre nu seção 25 mm² Aterramento do Neutro dos Transformadores A bucha do neutro dos transformadores deverá ser aterrada com cabo de cobre nú seção 95mm², vindos a partir do TAP, no BEP Quadros de Medição Serão instalados na parte externa da subestação, sendo um para cada transformador. Estes quadros serão instalados embutidos na parede da subestação, conforme normas da concessionária Quadros de Medição A medição para o transformador 1 será em Baixa Tensão, através de medidor trifásico instalado em caixa tipo MDR, padrão Celesc. A leitura será feita através dos TC S que ficarão instalados na caixa tipo TC2 conforme descrito em projeto. A medição para o transformador 2 será em Alta Tensão através de medidor trifásico instalada em caixa tipo MDR, padrão Celesc. A leitura será feita através de transformadores de tensão e corrente instalados sobre cavalete, em cubículo exclusivo. Este cubículo deverá ser fechado até o teto por grade metálica, provida de porta de acesso nas dimensões 60x195cm (larg. x alt.). A interligação entre a caixa do medidor e o cubículo deve ser feita através de eletroduto em ferro galvanizado (NBR 5598) diâmetro 1.1/2, instalado aparente em canaleta moldada no piso (não deve ser embutido).erão instalados na parte externa da subestação, sendo um para cada

12 12 transformador. Estes quadros serão instalados embutidos na parede da subestação, conforme normas da concessionária Cubículo de TC e TP Com o objetivo de tornar o cubículo da medição inviolável, na divisória de passagem dos barramentos de TCs e TP da medição, para o cubículo dos TCs e TP de proteção, deverá ser fechado com chapa de ferro e usado bucha de passagem classe 25 kv. A chapa de ferro deverá ser confeccionada nas dimensões 180x60cm, e as furações realizadas conforme desenho 25-A da norma NT-01-AT da Celesc. 3 PLANTAS Planta de Implantação Planta que compreende o projeto como um todo, contendo, além do projeto arquitetônico, as informações necessárias dos projetos complementares, tais como movimento de terra, arruamento, redes hidráulicas, elétrica e de drenagem, entre outros. Figura 1 - Planta de Implantação e Situação.

13 Planta Baixa É a vista superior de uma edificação cortada por um plano horizontal a uma altura de 1,50m do piso. Figura 2 - Planta Baixa Corte Corte é uma representação da construção que visa mostrar a dimensão vertical de uma edificação. Figura 3 - Corte Malha de Aterramento Consiste na ligação do sistema a terra através de um componente condutor para que seja possível o escoamento de cargas de fuga do sistema.

14 14 Figura 4 -Detalhamento da malha de aterramento Diagrama Unifilar Diagrama unifilar é um desenho que utilizando simbologia especifica, representa graficamente uma instalação elétrica. 4 PROBLEMA Figura 5 - Diagrama unifilar e quadro de cargas

15 15 Viabilizar a construção da subestação conciliando com a demanda e atender a necessidade da empresa solicitante, bem como estar de acordo com os padrões exigidos. 5 OBJETIVOS Geral Concluir a construção da subtação em São João Batista. Realizar também estudos sobre os tipos de equipamentos que a subestações possui Específicos a) Analisar a escolha e o dimensionamento dos componentes elétricos b) Acompanhar o andamento da obra; c) Verificar e garantir o cumprimento de todos termos solicitados no contrato. d) Cumprir os requisitos de segurança no trabalho. e) Vivencias os diversos desafios do profissional engenheiro. 6 ACOMPAHAMENTO E REALIZAÇÃO DOS TRABALHOS Para conhecimento da obra de SE de São João Batista foi apresentado um memorial descritivo pela empresa INOVE. A configuração da SE tem uma estrutura moderna que evidencia a proteção do sistema elétrico nela instalado, de modo a garantir segurança e confiabilidade. Durante o período de estágio, participei do termino da construção da subestação e casa de máquinas que é alocado ao lado da unidade do SESC. O processo de contratação de mão de obra já havia sido efetivado, restando apenas a compra dos materiais e equipamentos e para a subestação e posteriormente para a unidade.

16 16 Figura 6 SE Abrigada Figura 7 Parte interna SE. Figura 8 à esquerda SE abrigada e à direita casa de máquinas.

17 17 A compra do Transformador De Força Trifásico A Seco 500kVA classe 25kV foi o equipamento de maior transtorno desde sua fabricação (que solicitava um prazo de aproximadamente 60 dias em vários fornecedores), até a entrega que foi concluída com o uso de um guindaste, devido a seu peso. Os Disjuntor Tripolar De Média Tensão 25kV, 630A 16kA com Rele Sepam 20 e tcs, Cavalete Para Montagem Dos Tps E Tcs também apresentaram transtornos significativos, pois o Memorial Descritivo da obra e projeto, solicitava um disjuntor de especificação incompatível com sua aplicação após negociação com o contratante, foi suprimido os disjuntores incompatíveis e aditivado os disjuntores citados acima. Essa negociação demorou por volta de 25 dias, além do prazo necessário para devolução do produto, aquisição do produto compatível, entrega e posterior instalação. Outro fator ao qual nos dias de hoje não levamos em consideração, mas infelizmente enfrentamos, é o furto de materiais de cobre. Produtos como haste de aterramento e cabos de cobre foram furtados durante o período da obra; mesmo as câmeras de segurança não inibiram a ação dos meliantes na madrugada. Para que esse tipo de transtorno não se repetisse, foi contratado guarda noturno devido a chegada dos Cabo de Cobre Flexível Isolado 70,0mm2, 0,6/1kV. Os cabos foram lançados e deixado uma volta de folga dentro de cada caixa de passagem (que estavam sem tampa até aquele momento devido ao receio de furto), aguardando apenas a chegada dos Quadros de Disjuntores para finalizar a instalação da Alta Tensão. De devido a subestação estar abaixo do nível do solo, foi solicitado que as paredes internas e externas recebessem uma impermeabilização com um produto a base de petróleo afim de evitar umidade. Foi verificado no Memorial Descritivo e efetuado o pedido do Selador Acrílico e Tinta Acrílica para pintura da Subestação e Casa de Maquinas. Os vidros da subestação (vidro aramado) estavam sendo instalados pela mesma empresa contratada que estava instalando as portas de alumínio. Na chegada do Transformador, foi solicitado a presença de um guindaste para a possível descarga e alocação do mesmo dentro da Subestação.

18 Figura 9 Transformador embalado. 18

19 Figura 10 Transformador sendo alocado dentro da SE. 19

20 20 7 CONCLUSÃO Este estágio deu oportunidade de aplicar diversos conceitos adquiridos na formação da graduação em engenharia elétrica e ampliar esses conhecimentos, assim como despertou a habilidade de encarar os problemas relativos à função e encontrar as soluções. Também foi possível agregar valores pessoais, obtidos através de contatos com diversos profissionais nas mais variadas funções, que não mediram esforços em compartilhar seus conhecimentos. A maior dificuldade encontrada durante o estágio foi a falta de atividades práticas e visitas técnicas no decorrer do curso, tendo em vista que o aluno é preparado com conhecimentos teóricos, mas falta um equilíbrio com as atividades de campo que demonstrem o trabalho que será exercido na vida profissional. Assim, o acompanhamento da obra da subestação de São João Batista serviu para demonstrar o dinamismo da profissão de engenheiro, onde se exige uma enorme variedade de conhecimentos, variando desde gerenciamento de pessoas, atividades técnicas, controle de material e conhecimentos sobre construção. Exigindo assim, que o profissional esteja sempre se qualificando e inovando suas ações e pensamentos para poder acompanhar as necessidades do mercado de trabalho.

21 21 BIBLIOGRAFIA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NR10: Segurança em instalações e serviços em eletricidade, SANTOS, Z, O. Memorial descritivo: Reforma para implantação de Nova Unidade. SESC. São João Batista, 2017.