ISEL. Subestação de Alto Mira. Relatório de Visita de Estudo. 27 Maio Secção de Sistemas de Energia

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1 ISEL INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA E AUTOMAÇÃO Relatório de Visita de Estudo 27 Maio 2005 Secção de Sistemas de Energia Junho 2005

2 Índice 1. Enquadramento 2. Objectivos 3. Localização 4. Descrição da Subestação Anexos 1. Contactos 2. Docentes do ISEL que acompanharam a visita 1

3 1. Enquadramento A visita de estudo enquadrou-se nas disciplinas de Redes de Energia Eléctrica, Produção e Transporte de Energia e Protecções em Sistemas de Energia Eléctrica. 2. Objectivos Identificar os diversos equipamentos existentes na subestação. Compreender a sua função numa rede. Observar os sistemas de protecção instalados. Ver a integração dos sistemas de protecção dentro da subestação. Tomar contacto com a alimentação dos sistemas de protecção e com os dispositivos de corte. 3. Localização A subestação de Alto Mira situa-se nos arredores de Lisboa, no concelho da Amadora. Figura 1 Localização da 2

4 4. Descrição da Subestação A subestação de Alto Mira entrou em serviço no ano de Situada a 20 km de Lisboa, forma conjuntamente com as subestações de Carriche e Sacavém um dos principais nós de ligação da rede nacional de transporte à capital portuguesa. A subestação está equipada com dois transformadores de potência trifásicos de 170 MVA/cada, dois conjuntos de três blocos de transformadores monofásicos de 40 MVA/bloco e ainda um auto-transformador trifásico de 400/220 kv, cuja a potência de auto-transformação é 450 MVA. No total a subestação de Alto Mira possui uma potência de transformação de 1030 MVA, o que faz dela a quinta maior subestação nacional no que diz respeito a potência de transformação instalada. Existem três níveis de tensão na subestação: 400, 220 e 60 kv, estando cada um desses níveis equipado com barramentos duplos no intuito de uma maior continuidade de serviço. A subestação é composta por 31 painéis que estão distribuídos por nível de tensão e tipo, da seguinte forma: 400 kv 6 painéis 2 painéis de linha 3 painéis de transformador 1 painel inter-barras 220 kv 7 painéis 3 painéis de linha 3 painéis de transformador 1 painel inter-barras 60 kv 18 painéis 11 painéis de linha 4 painéis de transformador 2 painéis de bateria de condensadores 1 painel inter-barras A compensação do factor de potência/regulação de tensão por injecção de potência reactiva é efectuada por intermédio de baterias de condensadores com um total de potência instalada de 100 MVAr. 3

5 Esquema unifilar simplificado da subestação de Alto Mira Figura 2 Esquema unifilar da subestação e percurso estudado 4

6 Ao pórtico de amarração das linhas a 400 kv chegam duas linhas provenientes da subestação de Fanhões, tendo o percurso estudado começado no painel Fanhões 4. No pórtico de amarração encontra-se uma reactância tampão ligada à fase 0, que conjuntamente com um condensador serve para sintonizar o sinal de telecomunicações, que é transmitido através das linhas de energia com uma determinada frequência. Figura 3 Pórtico de amarração das linhas de 400 kv com reactância tampão na fase 0 Após a reactância tampão encontra-se um transformador de tensão em cada fase, cuja função é retirar uma imagem da tensão da linha e transmiti-la, quer para dispositivos de protecção, quer para dispositivos de monitorização existentes na sala de comando. Figura 4 Transformador de Tensão 5

7 .. Relatório de Visita de Estudo Para se proceder à desligação da linha existe um conjunto composto por um seccionador principal e dois seccionadores de terra encravados mecanicamente, cuja função é impedir falsas manobras que coloquem em tensão locais onde se desenrolam trabalhos e assim fazer perigar a vida daqueles que os executam. O encravamento mecânico do conjunto impede o fecho dos seccionadores de terra quando o seccionador principal está fechado e o fecho do seccionador principal quando os seccionadores de terra estão fechados, impedindo assim uma manobra inadvertida que provoque um curto-circuito fase-terra. Figura 5 Seccionador principal e seccionadores de terra O transformador de intensidade tem basicamente as mesmas funções que o transformador de tensão, só que neste caso a informação transmitida é do valor da corrente em cada fase. Figura 6 Transformador de corrente e respectivo símbolo 6

8 . Relatório de Visita de Estudo Para protecção dos equipamentos ligados ao painel de linha existe um disjuntor com corte em hexafluoreto de enxofre (SF6), constituído por três pólos, cada um com duas câmaras de extinção e respectivo comando. Figura 7 Disjuntor com corte em SF6 e respectivo quadro de comando A fim de garantir uma maior continuidade de serviço em todos os níveis de tensão da subestação existem barramentos duplos, o que permite em caso de avaria num deles ou de manutenção, se possa recorrer ao outro, evitando assim a interrupção do fornecimento de energia. Figura 8 Barramentos duplos de 400 kv 7

9 A escolha de um dos barramentos de 400 kv que alimentam os painéis de transformadores é realizada através do fecho de um dos seccionadores pantógrafos. Figura 9 Seccionador pantógrafo fechado e aberto Para protecção do transformador contra sobreintensidades ou contra sobrecargas existe um disjuntor com corte por SF6, que tem também a função de isolar o transformador do circuito do lado dos 400 kv. Para protecção do transformador contra sobretensões resultantes de descargas atmosféricas ou de manobras, existe de cada lado do transformador um descarregador de sobretensões de Óxido de Zinco. Figura 10 Descarregador de sobretensões de ZnO 8

10 O transformador de potência trifásico deste painel reduz o nível de tensão dos 400 kv para os 60 kv e tem uma potência de 170 MVA com regulação de tomadas em carga. Este transformador possui três enrolamentos estando os dois enrolamentos principais ligados em estrela com o neutro à terra. Contudo o enrolamento do lado dos 60 kv está ligado através de um transformador de intensidade e de uma reactância de limitação da componente homopolar da corrente de curto-circuito. O transformador possui ainda um terceiro enrolamento ligado em triângulo que alimenta o transformador dos serviços auxiliares com 630 kva de potência e relação de transformação de 20/0,4 kv. Na gíria técnica este transformador é conhecido como biberão. A refrigeração do transformador é efectuada a óleo dirigido/ar forçado (ODAF). Figura 11 Transformador de potência Para limitação das correntes de curto-circuito existem em cada uma das fases uma reactância de fase. Figura 12 Reactância de fase 9

11 Chegados aos barramentos de 60 kv, verifica-se que desta vez a escolha dos barramentos não é realizada através do fecho de seccionadores pantógrafos, mas sim de seccionadores de facas. Figura 13 Seccionador de facas fechado e aberto Feita a escolha do barramento nota-se a existência de um by-pass ao disjuntor, ou seja, caso seja necessário proceder à manutenção do disjuntor, pode-se manter o fornecimento de energia e proceder aos trabalhos de manutenção. Nesta situação a protecção do painel de linha é assegurada pelo disjuntor inter-barras, através de uma conveniente manobra dos seccionadores de escolha de barramento. Figura 14 Comando local (sala de comando) que permite fazer o By-pass ao disjuntor 10

12 Para efectuar a compensação do factor de potência existem duas baterias de condensadores de 50 MVAr cada. Figura 15 Bateria de condensadores Os aparelhos de corte existentes na subestação podem ser comandados à distância a partir do Despacho Nacional localizado em Sacavém, ou a partir do Centro de Operação da Rede em Vermoim, nos arredores do Porto. Em alternativa, podem ser comandados localmente a partir da sala de comando existente na subestação. Na sala de comando pode-se dar ordens de fecho e abertura a seccionadores e disjuntores, o que permite, por exemplo, escolher os barramentos utilizados, bem como colocar e retirar baterias de condensadores. O estado destes equipamentos poderá ser visualizado no quadro sinóptico presente na sala de comando. Além disso, é possível também monitorizar os valores de tensão, corrente e potência activa e reactiva nas linhas que ligam à subestação. Figura 16 Sala de comando da subestação 11

13 Anexos 1. Contactos Divisão de Exploração Contacto no local: Sr. Patrão Mail: 2. Docentes do ISEL que acompanharam a visita Eng.º Manuel Matos Fernandes Responsável da disciplina de Produção e Transporte de Energia Eng.º Fernando Matos Encarregado de trabalhos da Secção de Sistemas de Energia. 12

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