1/9. XXII Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétri SENDI a 10 de novembro Curitiba - PR - Brasil

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1 XXII Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétri SENDI a 10 de novembro Curitiba - PR - Brasil Olivio Cesário dos Santos Alexandre Gonçalves Anderson Pires da Silva EDP Bandeirante EDP Bandeirante EDP Bandeirante olivio.santos@edpbr.com.br alexandre.goncalves@edp.br.com.br anderson.silva@edpbr.com.br Implantação de Sistema de Distribuição em 34,5 kv para atendimento a unidades consumidoras localizadas em áreas de grande concentração de carga e densidade demográfica. Palavras-chave 34,5 kv ESD - Estação de Sistema de Distribuição IAS - Índice de Aproveitamento de Subestações SDAT Sistema de Distribuição de Alta Tensão SDMT - Sistema de Distribuição de Média Tensã Resumo O presente artigo descreve um sistema /34,5 kv implantado pela EDP Bandeirante, com origem na necessidade de suprimento exclusivo a consumidores existentes de média tensão, atendidos em 13,8 kv, com demandas registradas e solicitadas superiores aos limites estabelecidos pela REN 414/2010 da Aneel, localizados em áreas de grande concentração de carga, densidade demográfica e dificuldades de expansão de linhas com tensão de fornecimento superior a 69 kv. Apresenta também uma solução de baixo investimento para adaptação do mesmo sistema para atendimento de cargas comerciais e residências através de conexão de subestação rebaixadora 34,5/13,8 kv, recompondo o IAS - Índice de Aproveitamento de Subestações - impactado pela desaceleração da economia e retração das atividades industriais. Esse artigo visa também contribuir com a discussão dos fatores de riscos que norteiam as atividades de Planejamento da Expansão das Distribuidoras de Energia Elétrica, propondo alternativas de otimização de investimentos no atendimento dos critérios técnicos estabelecidos pelo órgão regulador, satisfação dos consumidores e garantir o retorno financeiro esperado. 1. Introdução 1/9

2 A região de Guarulhos é um dos principais polos industriais do Estado de São Paulo, com registros de elevadas taxas de densidade demográfica e carga. Localizada na região Metropolitana da Grande São Paulo é acessada pela Rodovia Presidente Dutra, principal via de acesso entre diversas regiões do país, o que torna o município ponto estratégico para a instalação e expansão de plantas industriais. Em face do elevado crescimento econômico observado na primeira década desse milênio e elevada projeção de aumento da demanda para a região, a EDP Bandeirante sinalizava com dificuldades de construção de novas subestações e aquisição de terrenos para a passagem das linhas de kv. A indisponibilidade e altos custos de terrenos para a construção de novas subestações, associados às limitações físicas para a passagem de novas linhas de distribuição, configurava-se obstáculos quase intransponíveis, a valores prudentes, que tornavam impraticáveis o atendimento de algumas unidades industriais da região com expansão do SDAT. As subestações de distribuição e os circuitos alimentadores existentes encontravam-se com elevados níveis de carregamento, não restando alternativa técnica à EDP Bandeirante, se não a de orientar os seus clientes a migração de para subgrupo tarifário superior, sendo o SDAT de kv a única alternativa disponível na sua área de conexão. Diante desse cenário e da idêntica dificuldade dos consumidores na aquisição de terrenos e faixas para concretizar tal migração, as áreas comercial e técnica da EDP Bandeirante empreenderam esforços no sentido de mapear na região todos os clientes de média tensão, com demandas contratadas e solicitadas superiores a kw e com interesse de permanecerem dentro da faixa de tensão de fornecimento já conectados. Após mapeamento, foram realizadas várias reuniões de alinhamento com os interessados, demonstrando qual a solução proposta para o atendimento, os índices de confiabilidade, qualidade e as participações financeiras das partes. O sistema foi construído conforme planejado, com as subestações sendo inauguradas em 2010 e conexões de clientes ocorrendo até Entretanto, a desaceleração econômica observada a partir de 2011 contribuiu para que alguns clientes declinassem nas propostas iniciais de acréscimos de demandas, em alguns casos resultando até em pedidos de decréscimos, configurando-se um risco de subutilização do sistema recém-inaugurado e exigindo uma alternativa de reconfiguração com a conexão de uma subestação rebaixadora de 34,5/13,8 kv, para o ano de 2017, seguindo padrões semelhantes aos dos consumidores originais, contribuindo para a manutenção do IAS e alivio de carga do sistema 13,8 kv do entorno. 2. Desenvolvimento 2.1. O projeto inicial Os estudos que subsidiaram a implantação do novo sistema /34,5 kv apresentavam o sistema supridor do munícipio de Guarulhos com 13 subestações de /13,8 kv e 142 alimentadores de 13,8 kv. O diagnóstico dos carregamentos verificados na época encontra-se nas figuras 1 e 2. 2/9

3 Figura 1- Carregamento dos alimentadores Figura 2 - Carregamento das subestações *Capacidade Firme da Subestação: Critério (n-1) adotado nos estudos de Planejamento da Expansão. Basicamente, na contingência simples de perda da maior unidade transformadora da subestação, o limite de sobrecarga nas unidades remanescentes é de 30% para 4 horas de duração. Na figura 3, segue o mapa elétrico do município de Guarulhos com as localizações das subestações e respectivas áreas de influência, bem como as linhas de distribuição e unidades consumidoras primárias (entradas primárias) alimentadas em 13,8 kv estratificados por faixa de demanda, considerando somente demandas superiores a 500 kva. 3/9

4 Figura 3 Rede de distribuição, subestações e consumidores O carregamento do sistema e a área de concentração de carga apresentados nas figuras 3, associadas ao histórico de solicitações de acréscimos de demandas dos consumidores, serviram de referencia para a prospecção dos conumidores potencias do novo sistema /34,5 kv. A tabela 1 contempla os selecionados e interessados em fazer parte desse projeto. Tabela 1 Prospecção de consumidores Consumidores Prospectados Demanda no 15 kv (MW) Demanda contratada no 34,5 kv (MW) A 3,7 5,5 B 6,3 6,3 C 3,2 5 D 3,6 4,5 4/9

5 E 5 10 Total 21,8 31, Configuração Final Com o diagnóstico e prognóstico realizados, a configuração final do sistema contemplou a construção de duas subestações de 138/88-34,5kV em áreas distintas, anexas às atuais subestações Guarulhos e São Luis, 138/88-13,8 kv, para as quais foram atribuídas os nomes de Kida Macedo e Jardim, com as siglas KMA e JAR, respectivamente. Conforme demonstrador na figura 4 e tabela 2, cada subestação foi composta, inicialmente, por um transformador de potência 30/40 MVA (ONAN/ONAF) na tensão de 138/88-34,5 kv e um circuito de distribuição projetado em rede compacta (spacer cable), com cabos de bitola 300mm² em sistema radial com recursos, dotado de sistema inteligente para executar transferências automáticas de blocos de cargas, por meio de religadores eletrônicos, aumentando a flexibilidade operativa e a confiabilidade no fornecimento de energia elétrica aos clientes. Figura 4 Configuração do sistema de 34,5 kv Tabela 2 Características elétricas e construtivas Características elétricas e construtivas Potência instalada 2 x 40 MVA Subestações 2 5/9

6 Rede de 34,5 kv (2 circuitos) 22 km Rede em space cable Bitola do cabo: 300 mm² Capacidade: 674 A/40,2 MVA 619 postes de 14 metros Postes 12 postes de 16 metros 6 postes de 20 metros Religadores para transferência automática Investimentos Realizados A tabela 3 apresenta um resumo dos investimentos totais realizados na implantação do sistema. Tabela 3 Investimentos realizados ETD Kida Macedo R$ 6,8 MM ETD Jardim R$ 7,1 MM Rede Kida Macedo R$ 3,2 MM Rede Jardim R$ 3,3 MM Total R$ 20,4 MM Importante destacar, que na época também foi estudado a alternativa de atendimento dos mesmos consumidores no subgrupo tarifário A2, em 88 kv, com a construção de 9,8 km de trechos subterrâneos e subestações de transição, sendo os investimentos totais estimados em R$ 48 MM. 6/9

7 2.2 Ampliação do sistema 34,5 kv Conforme relatado anteriormente, após a implantação do sistema em 2010, a desaceleração da atividade industrial intensificada a partir de 2011 provocou um declínio de parte dos acréscimos de demandas previstos, solicitações de decréscimos e até caso de processo de recuperação judicial e falência dos consumidores prospectados para o sistema recém-inaugurado. Diante do cenário de recessão, conforme evolução de carga demonstrada na figura 5, nota-se em 2015 os efeitos da crise e riscos de subutilização do sistema com carregamento máximo apurado de 21 MVA frente aos 31 MVA previsto, impactando, dentre outros fatores, o IAS previsto para o sistema. Importante destacar, que nessa evolução de carga não se considera taxa de crescimento, visto que o sistema opera somente com unidades consumidoras industrias, portanto, a evolução baseia-se somente nas demanda contratadas e prospectadas para os conumidores. Figura 5 Evolução de carga sem ESD Bela Vista Com o diagnóstico realizado e as previsões pessimistas de crescimento industrial para os próximos anos, durante a elaboração do Plano de Obras de 2015 foi proposto, para o ano de 2017, a ampliação do sistema /34,5 kv com a conexão de uma subestação rebaixadora de 34,5/13,8 kv, absorvendo assim, cargas residenciais e comercias das subestações do entorno. A nova subestação será denominada de ESD Bela Vista, composta de dois transformadores de 15 MVA e iniciará com 12 MVA de carregamento. Os investimentos previstos para essa reconfiguração são de R$ 7,2 MM. Conforme a evolução de carga demonstrada na figura 6, nota-se que a nova configuração o sistema /34,5 kv ficará também submetido ao crescimento vegetativo das cargas da ESD Bela Vista, restabelecendo o IAS planejado, proporcionando alivio de carga para subestações vizinhas, eliminados pontos críticos de carregamento na região e riscos de glosas de investimentos. Figura 6 Evolução de carga com ESD Bela Vista 7/9

8 A figura 7 demonstra a evolução de carga da ETD IPORANGA, sendo essa a principal subestação beneficiada com o alívio de carga provocado pela ESD Bela Vista, em Importante destacar que a ETD IPORANGA encontra-se localizada na mesma região da ESD Bela Vista, portanto, com dificuldades similares de expansão, o que torna esse investimento ainda mais estratégico. Figura 7 Evolução de carga ETD IPORANGA Reconfiguração final A figura 8 demonstra a reconfiguração final do sistema 34,5 kv com a conexão da nova ESD Bela Vista e o respectivo bloco de carga absorvido pela mesma. Figura 8 Reconfiguração do sistema 34,5 kv 3. Conclusões O objetivo desse estudo foi compartilhar uma das iniciativas da EDP Bandeirante na busca de novas alternativas de 8/9

9 fornecimento de energia elétrica para unidades consumidoras localizadas em áreas complexas de atendimento, com soluções flexíveis para otimização dos recursos em cenários adversos que impactam as atividades de Planejamento do Sistema e igualmente atrativas para o mercado consumidor. A implantação do novo sistema de distribuição em 34,5kV, para o município de Guarulhos e região, reveste-se de particular importância, tendo em vista as limitações dos sistemas de suprimento nas tensões 138/88kV e 13,8 kv, além das características urbanas e demográficas. Nessas condições, a hipótese de não se viabilizar novas alternativa que possibilitem a expansão do mercado em média tensão, seguramente passará a conviver com montantes de demanda reprimida, dificultando, sobremaneira, a expansão econômica e social da região. Do ponto de vista da Distribuidora, a alternativa também caracteriza investimento prudente, uma vez que apresenta custos significativamente mais reduzidos quando comparados com sistema de alta tensão, possibilitando a expansão do mercado e disponibilização de potência na tensão de 13,8 kv, minorando a necessidade de investimentos adicionais neste nível de tensão, além de contribuir para a modicidade tarifária. 4. Referências bibliográficas AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (Brasil) (ANEEL). Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional PRODIST Módulo 2 Planejamento da Expansão do Sistema de Distribuição. Disponível em: < em:15 de Abril de 2016 AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA (Brasil) (ANEEL). Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional PRODIST Módulo 8 Qualidade da Energia Elétrica. Disponível em: < em:15 de Abril de 2016 Padrão Técnico EDP Bandeirante PT.DT.PDN , Redes de Distribuição Aérea Compacta - 34,5 kv. Disponível em: < em:18 de Abril de /9