Luiz Paulo Parente, Agosto de 2015 Automation & Power World Brasil SSVT Transformador de Potencial para Serviços Auxiliares

Transcrição

1 Luiz Paulo Parente, Agosto de 2015 Automation & Power World Brasil SSVT Transformador de Potencial para Serviços Auxiliares August 20, 2015 Slide 1

2 Conteúdo Introdução A Solução Características Aplicações Normas Proteção Cases de Sucesso Experiência Conclusões August 20, 2015 Slide 2

3 Introdução

4 Introdução Possibilidades A infraestrutura de linhas de transmissão no Brasil é de mais de km. Cada vez mais cresce o desafio em energizar cargas pequenas e distantes, com mínimo impacto ambiental. Tensão auxiliar e controle para Subestações; Pequenas cargas rurais. August 20, 2015 Slide 4

5 Introdução Desafios Subestações em regiões remotas frequentemente encontram desafios no suprimento de tensão auxiliar e controle: Subestações de Chaveamento; Parques Eólicos; Parques Solares; Mineração; Pequenas usinas; Etc. August 20, 2015 Slide 5

6 Introdução Desafios Quando afastadas dos grandes centros de carga, pequenas cargas dependem da construção de longas linhas de distribuição da concessionária local para sua energização. Fazendas, criadouros; Pequenos municípios ou comunidades rurais (Projeto Luz Para Todos). August 20, 2015 Slide 6

7 A Solução

8 A Solução Definição Os Transformadores de Tensão Auxiliar SSVT e SSMV consistem em um design monofásico, diretamente conectado à rede de Alta Tensão, fornecendo tensão de controle e serviços auxiliares em Baixa ou Média Tensão dentro da subestação, ou ainda energizando cargas remotas, como pequenas usinas ou vilas rurais. August 20, 2015 Slide 8

9 A Solução SSVT Station Service Voltage Transformer Primário Tensão primária de 34,5kV até 362kV Secundário Um ou dois enrolamentos de potência, tensões de 110/220V, 220/380V, etc. De 10 até 333 kva monofásicos (1 MVA trifásico) 60 Hz, 50 Hz Isolado a óleo August 20, 2015 Slide 9

10 A Solução SSMV Station Service Medium Voltage Primário Tensão primária até 145 kv Secundário Um enrolamento de potência, tensões de 6600 V ou 7200 V 100, 200 kva monofásicos 60 Hz, 50 Hz Isolado a óleo August 20, 2015 Slide 10

11 A Solução TIP Isolamento a gás SF6 Primário Tensão primária até 550 kv Secundário Enrolamento de potência com tensões desde 110V até V Até 333 kva monofásicos 60 Hz, 50 Hz Isolado a gás SF6 August 20, 2015 Slide 11

12 Aplicações

13 Aplicações Tensão Auxiliar e Controle na Subestação Terciário do Transformador Principal Circuito de Média Tensão direto do Transformador SSVT Linhas de Distribuição Externas Gerador Diesel August 20, 2015 Slide 13

14 Aplicações Cargas Isoladas Não há uma subestação de AT dentro de uma distância acessível. Uma subestação convencional é economicamente inviável, dado que a carga é, por exemplo, menor do que 500kVA. August 20, 2015 Slide 14

15 Aplicações Cargas Isoladas Solução convencional August 20, 2015 Slide 15

16 Aplicações Cargas Isoladas Cargas distantes em até 1 km da LT August 20, 2015 Slide 16

17 Aplicações Cargas Isoladas Cargas distantes em até 30 km da LT August 20, 2015 Slide 17

18 Proteção

19 Proteção Primário Contra sobretensões: Externa: Pára-raios. Interna: Blindagem Eletrostática nos enrolamentos. Contra sobrecorrentes: Assim como os transformadores de potencial convencionais, não precisa. O transformador pode ser conectado diretamente à Linha de Transmissão ou barramento. August 20, 2015 Slide 23

20 Proteção Blindagem Eletrostática Convencionalmente, se formaria uma capacitância entre o primário e o secundário de um transformador. Esta capacitância atua como um filtro passa altas. August 20, 2015 Slide 24

21 Proteção Blindagem Eletrostática Os enrolamentos do SSVT são protegidos por folhas de alumínio aterradas. Esta blindagem faz com que os transitórios eletromagnéticos sejam conduzidos diretamente para terra. O lado primário fica elétrica e magneticamente isolado do secundário. August 20, 2015 Slide 25

22 Proteção Primário Curto Circuito A impedância do SSVT é da ordem de 5 a 10%, ou seja, sua corrente de curto é de 10 a 20 vezes a corrente nominal (In). Exemplo: Corrente de falha em um SSVT 100kVA, impedância de 5%, tensão primária de 230kV: August 20, 2015 Slide 26

23 Proteção Primário Falhas Internas Caso uma falha interna ocorra, provocando uma sobrecorrente, o condutor primário atuará como um fusível, como um TP convencional. # AWG Corrente Fusível (A) August 20, 2015 Slide 27

24 Proteção Primário Para sistemas em 69kV e 138kV, pode ser fornecido uma chave base-fusível, que será instalada entre os para-raios e o SSVT. O dimensionamento da chave será de acordo com as características do sistema, e especificações do Cliente. A solução passa a ser uma micro-subestação. August 20, 2015 Slide 28

25 Proteção Secundário O secundário do SSVT deverá ser protegido pelo painel de Baixa Tensão, responsável pela distribuição da tensão auxiliar. Os fusíveis, disjuntores termomagnéticos e relés continuam sendo utilizados. O painel de distribuição deve estar localizado juntamente ao SSVT. August 20, 2015 Slide 29

26 Proteção Secundário Quando o secundário está em Média Tensão, o equipamento será incorporado com um para-raios, acoplado em sua carcaça. Nenhuma proteção adicional entre os terminais de saída e o painel de distribuição é necessária. August 20, 2015 Slide 30

27 Proteção Falhas de aterramento O SSVT pode ser equipado com pequenos TCs em seus cabos de aterramento. Desta forma, qualquer falha a terra poderá ser detectada. Os TCs enviarão um sinal para o sistema de proteção, que atuará conforme necessário. August 20, 2015 Slide 31

28 Proteção Relés de pressão súbita Relés de pressão subida podem ser instalados no próprio tanque do equipamento. Através da variação de pressão do óleo, um sinal será emitido pelo relé ao sistema de proteção, que fará a leitura da falha, e atuará conforme necessário. Qualquer falha construtiva pode ser detectada rapidamente. August 20, 2015 Slide 32

29 SSVT Micro Subestação AT/MT/BT August 20, 2015 Slide 33

30 Cases de Sucesso

31 Cases de Sucesso Eletrificação Rural Através de um projeto social no Congo, sete vilarejos puderam receber energia elétrica para suas casas. As comunidades foram energizadas diretamente pela linha de transmissão, em 245kV. Entre as cargas energizadas, estavam residências, escolas, e pequenos hospitais. August 20, 2015 Slide 35

32 Cases de Sucesso Eletrificação Rural August 20, 2015 Slide 36

33 Cases de Sucesso Eletrificação Rural August 20, 2015 Slide 37

34 Cases de Sucesso Eletrificação Rural August 20, 2015 Slide 38

35 Cases de Sucesso Eletrificação Rural August 20, 2015 Slide 39

36 Cases de Sucesso Eletrificação Rural: Micro-Subestação 245kV August 20, 2015 Slide 40

37 Cases de Sucesso Eletrificação Rural: Micro-Subestação 245kV August 20, 2015 Slide 41

38 Cases de Sucesso Eletrificação Rural: Micro-Subestação 245kV August 20, 2015 Slide 42

39 Cases de Sucesso Parques Eólicos e Solares Em 2013 e 2014, seis parques eólicos em 170kV, no Uruguai, aplicaram o SSVT em suas subestações, para sistemas auxiliares. Florida Windfarm Astidey Windfarm Aguas Leguas Windfarm Carape Windfarm FVR Solar (PV) Melowind Windfarm August 20, 2015 Slide 43

40 Cases de Sucesso Mineração A planta de Alpamarca, no Peru, instalou um sistema SSVT em 50kV, para tensão de controle e serviços. Requerimento sísmico; Altitude; Alto nível de poluição. August 20, 2015 Slide 44

41 Cases de Sucesso Torres de Transmissão Serviços auxiliares em torres de celular e comunicações; Iluminação de linhas de transmissão; Saídas para longos circuitos de Média Tensão, onde subestações convencionais não são economicamente viáveis; Tensão de serviço para elementos de chaveamento de linhas de transmissão. August 20, 2015 Slide 45

42 Experiência

43 Experiência Unidades fornecidas Em 2014 foram fornecidas 450 unidades. Aproximadamente unidades vendidas nos últimos 15 anos. August 20, 2015 Slide 47

44 Experiência Fabricação ABB USA Tensão nominal de 25kV até 765kV Normalizados por ANSI e IEC Transformadores imersos em óleo Transformadores de Instrumentos disponiveis: Transformadores de Potencial para Serviços Auxiliares, SSVT / SSMV Transformadores de Corrente Transformadores de Tensão Indutivos Transformadores de Tensão Capacitivos Transformadores combinados de Tensão e Corrente August 20, 2015 Slide 48

45 Experiência Fabricação ABB USA Lexington, KY Marketing e Vendas, EEUU Fábrica Crystal Springs, MS Marketing e Vendas Miami, FL August 20, 2015 Slide 49

46 Conclusões

47 Conclusões Mais uma alternativa para serviços auxiliares em subestações; Promove a eletrificação de pequenas e distantes comunidades rurais; Todas as principais classes de tensão; Combina a funcionalidade de um transformador de potência e transformador de potencial; Solução compacta, modular e flexível; Mínimos custos de instalação e manutenção. August 20, 2015 Slide 51

48 August 20, 2015 Slide 52