Uso Compartilhado de Subestações entre Distribuidoras de Energia Elétrica e Consumidores

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1 21 a 25 de Agosto de 2006 Belo Horizonte - MG Uso Compartilhado de Subestações entre Distribuidoras de Energia Elétrica e Consumidores Eng. Nelson W. Beirão Simões CEMIG Distribuição S.A Adm. José Emerson Faria CEMIG Geração e Transmissão S.A. RESUMO Este trabalho tem por objetivo apresentar um caso prático de uso de subestações de forma compartilhada entre uma distribuidora de energia elétrica e consumidores, que resultou na otimização de investimentos e em benefícios técnicos para as partes envolvidas e para a sociedade como um todo. Normalmente, as subestações de rebaixamento de energia elétrica de consumidores atendidos em alta tensão são sobredimensionadas em número de transformadores e potência elétrica para possibilitar flexibilidade de manutenção e a continuidade do processo produtivo numa eventual queima de um desses equipamentos. Pelos mesmos motivos, o sobredimensionamento desses equipamentos ocorre, também, nas subestações das distribuidoras de energia elétrica que devem manter índices de continuidade, definidos por lei, no fornecimento de energia elétrica ao seu mercado e para atender crescimento do mercado vegetativo. Desta forma, podem ocorrer situações em que a implantação de novas subestações por consumidores, compartilhadas com as da distribuidora, podem proporcionar ganhos para as partes envolvidas e para a sociedade com a postergação de investimentos que reverterão para as tarifas de energia elétrica aplicadas ao mercado. PALAVRAS-CHAVE Comercialização de energia, contingência operativa, subestação compartilhada. 1. INTRODUÇÃO No final de 2004, quatro consumidores de energia elétrica da CEMIG, atendidos na modalidade de consumidores cativos, em 13,8 kv, com demandas de potência contratadas acima de kw e no término de seu período contratual, pleitearam a mudança de atendimento para a tensão de 138 kv, como consumidores livres, utilizando uma subestação (138/13,8 kv) compartilhada entre eles. Diante desse pleito, que foi o primeiro verificado no mercado da CEMIG, no âmbito dos consumidores atendidos na tensão de 13,8 kv (subgrupo A4), passou-se à análise do pleito considerando-se os aspectos legais, técnicos e comerciais. 1/5

2 2. LOCALIZAÇÃO DAS EMPRESAS CONTIGUIDADE DOS TERRENOS Inicialmente, deparou-se com uma das exigências da legislação para o compartilhamento de subestação, que é a necessidade da contigüidade dos terrenos das empresas envolvidas. Duas das empresas são de um mesmo grupo e estão localizadas num mesmo terreno que, por sua vez, é contíguo com o terreno da terceira empresa. A quarta empresa localiza-se em frente às três empresas referidas separadas apenas por uma rodovia. Segundo parecer jurídico, uma rodovia pública entre dois terrenos não constitui impedimento para que eles sejam contíguos. Dessa forma, a questão da contigüidade não era empecilho para a construção e compartilhamento de uma subestação pelas quatro empresas envolvidas. 3. ASPECTOS TÉCNICOS Essas empresas localizam-se ao lado de uma Subestação rebaixadora da CEMIG (138/13,8 kv) e eram atendidas por alimentadores dessa Subestação em 13,8 kv. Essa subestação é composta por apenas um transformador de 25 MVA, sendo atendida por 2 linhas de transmissão em 138 kv originárias de fontes diferentes, apresentando, desta forma, uma grande confiabilidade. No caso de interrupções para manutenção ou alguma eventualidade, o transformador dessa Subestação é substituído por uma subestação móvel, montada em cima de uma carreta de caminhão, que fica de prontidão em uma cidade vizinha. A carga média do transformador era da ordem de 21 MVA, sendo que a carga das 4 empresas contribuía com cerca de 14,8 MVA, ou seja, cerca de 70% da carga do transformador da subestação da CEMIG era requisitada pelas quatro empresas. O projeto inicial apresentado pelas empresas para a construção da SE Compartilhada previa o seccionamento de uma das linhas de transmissão de 138 kv, a instalação de 2 transformadores de 25 MVA, sendo um de reserva, além dos sistemas de proteção, dos alimentadores individuais para cada transformador e das medições padronizadas pela Câmara de Comercialização de Energia Elétrica. O diagrama que ilustra a forma inicial proposta para fornecimento de energia elétrica à subestação compartilhada dos consumidores encontra-se na Figura 1. Figura 1- Proposta Inicial de fornecimento de Energia Elétrica Rodovia LT1 138 kv Empresa 3 LT2 1 x 25 MVA Empresa 4 Linha 138 kv SE COMPARTILHADA 2 x 25 MVA Rede 13,8 kv Empresa 1 Empresa 2 Analisando-se a situação de uma forma global, ter-se-ia uma potência instalada em transformadores de 75 MVA, sendo 2 de 25MVA, dos consumidores, e um de 25 MVA, instalado na subestação da 2/5

3 CEMIG, para atender uma carga de cerca de 21 MVA. Além disso, o fornecimento de energia à subestação compartilhada dos consumidores seria feito por apenas uma linha de transmissão, que seria seccionada e não apresentaria a mesma confiabilidade, comparativamente à apresentada pela SE da CEMIG, que é alimentada por 2 linhas de transmissão de fontes diferenciadas. Essa alternativa é a normalmente utilizada em atendimento a novas cargas, entretanto, pode-se facilmente concluir, nesse caso, que o projeto não estava otimizado, pois resultaria em um sobredimensionamento de transformadores em 250 %, considerando a subestação da CEMIG e das empresas, que, certamente, levaria um longo tempo para serem reduzidos, além dos investimentos desnecessários que seriam feitos. 4. COMPARTILHAMENTO DAS SUBESTAÇÕES Acatado o pleito do compartilhamento da subestação pelos consumidores, por iniciativa da CEMIG, que obteve, previamente, a aprovação interna de seus órgãos técnicos e da agência reguladora, procurou-se dar um formato mais racional à proposta das empresas com a introdução de uma inovação, que foi a participação da CEMIG também no compartilhamento através de sua subestação. Foi formulada pela CEMIG a seguinte proposta para o compartilhamento: 1 - Subestação dos consumidores construída do lado da subestação da CEMIG (muro com muro); 2 A conexão da subestação dos consumidores na tensão de 138 kv se deu na extensão do barramento de 138 kv da subestação da CEMIG, que foi estendido para a subestação das empresas; 3 Instalação de uma chave seccionadora motorizada no barramento de 138 kv; 4 Instalação de apenas um transformador de 25 MVA na subestação das empresas; 5 - Extensão do barramento de 13,8 kv; 6 - Instalação de uma chave seccionadora de 13,8 kv no barramento de 13,8 kv. A figura 2, a seguir, ilustra a proposição; Figura 2- Proposta de Compartilhamento da CEMIG Empresa 3 Rodovia LT1 ( 138 kv) LT2 1 x 25 MVA LD 13,8 kv CEMIG SE COMPARTILHADA 1 x 25 MVA LD 13,8 kv das empresas Empresa 4 Empresa 1 Empresa 2 5. OPERACIONALIZAÇÃO DO COMPARTILHAMENTO DAS SUBESTAÇÕES A operação e a manutenção de cada subestação são feitas por seus respectivos proprietários, CEMIG e Consumidores, utilizando suas equipes próprias. Entretanto, a operacionalização do compartilhamento é regida por um Acordo Operacional firmado entre as partes envolvidas que 3/5

4 define todas as diretrizes e providências a serem tomadas no caso de contingências operativas, bem como todas as pessoas a serem acionadas no caso de emergência. 6. SISTEMA DE MEDIÇÃO O sistema de medição foi configurado conforme a Figura 3 a seguir: Figura 3 Sistema de medição de Energia Elétrica utilizado no padrão ONS/CCEE SE EMPRESAS Barra 138 kv M 1 NF TRAFO 25 MVA 138/13,8 kv TRAFO 25 MVA 138/13,8 kv 13,8 kv NA M2 M3 M4 M5 Obs: Todas medições padrão CCEE e Telemedição RESULTADOS OBTIDOS COM O COMPARTILHAMENTO 7.1. PARA AS EMPRESAS Melhoria da confiabilidade do fornecimento de energia elétrica que passou a ser feito por duas Linhas de Transmissão de 138 kv originárias de fontes diferenciadas. Na opção anterior, a conexão seria feita em apenas uma linha; Redução dos investimentos na compra e instalação de apenas um transformador de 25 MVA ao invés de 2 transformadores, mais componentes e acessórios; 7.2. PARA A CEMIG DISTRIBUIDORA Alternativa de contingência operativa imediata no caso de falha ou manutenção de sua subestação, pois não será mais necessário o uso da subestação móvel; Aumento da confiabilidade da subestação, através de simples manobras é possível reverter o fornecimento de uma subestação para outra no caso de falha operativa; Diminuição da possibilidade de cortes de fornecimentos prolongadas no caso de falha operativa de sua subestação e, por conseqüência, redução da possibilidade de aplicação de penalidades pela Agência Reguladora por falta de energia e tempo de interrupção; Postergação de investimentos na ampliação de sua subestação; Possibilidade de alívio de outras subestações através de transferências de carga. 4/5

5 7.3. PARA A CEMIG GERADORA A atitude de parceria utilizada pelas partes durante todo o processo facilitou a negociação de contratos de fornecimento de energia de longo prazo pela CEMIG GT com todas as empresas PARA OS DEMAIS CONSUMIDORES DA CEMIG Aumento de confiabilidade do sistema elétrico local com uma opção rápida de contingência operativa; Postergação de investimentos, que se refletirão nos reajustes tarifários. 8. FOTOS DAS SUBESTAÇÕES COMPARTILHADAS 5/5