Proteção Primária ria para Transformadores da Rede de Distribuição Subterrânea

Transcrição

1 Proteção Primária ria para Transformadores da Rede de Distribuição Subterrânea Gerência de Redes Subterrâneas Diretoria Regional II Rafael Moreno Engenheiro Eletricista Campo Charles Rodrigues Técnico do Sistema Elétrico

2 AES Eletropaulo Dados Gerais AES Eletropaulo é uma empresa do grupo AES Corporation; Opera em 24 municípios, incluindo a Capital Paulista; km 2 de área de concessão; 91% dos clientes estão concentrados em 28% da área de concessão; 45 mil quilômetros de rede de distribuição; 6,4 milhões de clientes ( ~3% atendido por redes subterrâneas); colaboradores e contratados. ATIVOS DE REDES SUBTERRÂNEAS: Poços de Inspeção: 4.436; Câmaras Transformadoras: 4.057; Protetores de Rede: Km de Rede AT: 190 km. Km de Rede MT: km; Km de Rede BT: km;

3 Agenda 1. Motivação do Trabalho 2. Sistema Radial com Recurso 3. Estudo Técnico 4. Componente 5. Implantação do Sistema 6. Identificação de Fusível Queimado 7. Resultados Obtidos

4 Agenda 1. Motivação do Trabalho 2. Sistema Radial com Recurso 3. Estudo Técnico 4. Componente 5. Implantação do Sistema 6. Identificação de Fusível Queimado 7. Resultados Obtidos

5 Motivação do Trabalho As interrupções no fornecimento de energia elétrica oriundas de desligamentos não programados causam grandes prejuízos e transtornos incalculáveis tanto para a concessionária quanto para os consumidores. Com a finalidade de minimizar e erradicar tais interrupções realizamos constantemente estudos de falhas nos sistemas da concessionária. De posse do estudo voltado ao sistema Radial com Recurso concluímos que 45% dos desligamentos foram motivados por falhas em transformadores.

6 Motivação do Trabalho Diante desta conclusão elaboramos o plano de ação, onde entre outras ações a principal seria implantar a proteção primária no referido equipamento, desta forma: Elevando a confiabilidade do sistema; Reduzindo os desligamentos oriundos da queima de transformadores;

7 Agenda 1. Motivação do Trabalho 2. Sistema Radial com Recurso 3. Estudo Técnico 4. Componente 5. Implantação do Sistema 6. Identificação de Fusível Queimado 7. Resultados Obtidos

8 Sistema Radial com Recurso Rede Aérea ETD A Operação S A M Rede Aérea ETD B Reserva S A M MT (15 kv) (15 kv) MT Chave de Proteção e Manobra NF Chave de Proteção e Manobra - NA Circuitos Secundários Individuais BT (127 / 220V) Transformadores

9 Agenda 1. Motivação do Trabalho 2. Sistema Radial com Recurso 3. Estudo Técnico 4. Componente 5. Implantação do Sistema 6. Identificação de Fusível Queimado 7. Resultados Obtidos

10 Estudo Técnico A implantação de um novo componente na Rede de Distribuição Subterrânea demanda a necessidade de um Estudo Técnico (EST) para validar a viabilidade técnica e econômica de tal.

11 Estudo Técnico Dentre todos os aspectos que o EST em questão considerou destaco os mais importantes: 1. Determinação dos fusíveis Para determinar os fusíveis a serem utilizados em cada potência de transformador a AES Eletropaulo fez a seguinte consideração: Transformadores submersíveis de sua concessão não operam com cargas superiores a sua capacidade nominal, sendo assim os fusíveis foram dimensionados conforme a tabela abaixo: Transformador (kva) Fusível (A)

12 Estudo Técnico 2. Compatibilidade para suportar correntes transitórias: Corrente de Inrush 25 x corrente nominal durante 0,01 s; 15 x corrente nominal durante 0,1 s; Correntes de Cargas Frias: 6 x corrente nominal durante 1 s; 3 x corrente nominal durante 10 s.

13 Estudo Técnico 3. Capacidade de ruptura Os fusíveis limitadores de corrente possuem capacidade de ruptura de 50kA enquanto que os fusíveis de expulsão têm sua capacidade limitada a cerca de 10kA; No caso de defeitos internos de transformadores, onde podem ocorrer correntes de curto circuito altas, superiores a 10kA, a utilização de fusíveis limitadores de corrente oferece maior segurança de operação.

14 Estudo Técnico

15 Estudo Técnico 4. Limitação da corrente de curto circuito Devido as suas características, os fusíveis dos TDC s limitam as correntes de curto circuito impedindo que a mesma atinja valores que poderiam ocorrer caso os mesmos não estivessem instalados. Para efeito ilustrativo as correntes eficazes nos fusíveis limitadores de corrente de 20 A, assim como no transformador, fica limitada a cerca de A para corrente de curto circuito de A.

16 Estudo Técnico

17 Diagrama Fasorial em Condição Normal Primário do Transformador com fechamento Delta Secundário do Transformador com fechamento Estrela

18 Diagrama Fasorial em Condição Anormal Exemplo: Queima do fusível da fase vermelha (Vetor Vermelho) Primário do Transformador com fechamento Delta Secundário do Transformador com fechamento Estrela

19 Agenda 1. Motivação do Trabalho 2. Sistema Radial com Recurso 3. Estudo Técnico 4. Componente 5. Implantação do Sistema 6. Identificação de Fusível Queimado 7. Resultados Obtidos

20 Componente MT Válvula de Alívio BT TDC Transformador Fusível

21 Agenda 1. Motivação do Trabalho 2. Sistema Radial com Recurso 3. Estudo Técnico 4. Componente 5. Implantação do Sistema 6. Identificação de Fusível Queimado 7. Resultados Obtidos

22 Planejamento Para implantação nos 8 Sistemas Radiais priorizamos o inicio com base no principal indicador: Quantidade de falhas; Desta forma a instalação foi realizada conforme abaixo: Sistema Alimentador Cidade Jardim ITA-112 Eusebio Matoso BUT-110 Oscar Freire AMR-104 Bom Retiro TED-108 / BFU de Julho FRA-102 / ITA-103 / ITA-105 José Paulino CAI-105 Rebouças BUT-108 / SUM-102 / ITA-103 Panamby VAL-102 / VAL-110 Total: 8 Sistemas

23 Instalação em Campo

24 Agenda 1. Motivação do Trabalho 2. Sistema Radial com Recurso 3. Estudo Técnico 4. Componente 5. Implantação do Sistema 6. Identificação de Fusível Queimado 7. Resultados Obtidos

25 Cronologia da ocorrência 1. Consumidores de uma localidade comum estão com desequilíbrio de fases. 2. Entram em contato com o call center da AES Eletropaulo. 3. Central de Operações é informada e designa a equipe de manutenção. 6. Consumidores são normalizados e a ocorrência encerrada. 5. Realiza o desligamento do circuito e substituí o transformador e o fusível. 4. Equipe de manutenção chega ao local e identifica o fusível queimado.

26 Identificação do Fusível Queimado Devido este componente não possuir uma supervisão remota foi elaborado uma instrução de trabalho (IT) para identificação quando ocorrer a queima do mesmo. Esta IT é elaborada abordando os aspectos de segurança e técnico.

27 Identificação do Fusível Queimado Para identificação do fusível queimado realizamos medições de tensão no sistema secundário do transformador, onde o desequilíbrio de tensão será eminente. Para tanto foi elaborado uma tabela de medição para auxiliar o colaborador no momento da ocorrência.

28 Identificação do Fusível Queimado

29 Identificação do Fusível Queimado A identificação pode ser realizada de 3 formas, a seguir: 1. Através de um plug trifásico conectado diretamente no secundário do transformador. 2. Medições realizadas nos consumidores alimentados pelo mesmo transformador.

30 Identificação do Fusível Queimado 3. Medições realizadas diretamente no secundário do transformador ou no bus.

31 Agenda 1. Motivação do Trabalho 2. Sistema Radial com Recurso 3. Estudo Técnico 4. Componente 5. Implantação do Sistema 6. Identificação de Fusível Queimado 7. Resultados Obtidos

32 Resultados Práticos Data da ocorrência: 01/11/12; Sistema: AMR-104; Reclamação no sistema da AES Eletropaulo: Falta de fase; Localidade: CT-4259; Transformador: 500kVA; Constatação: Fusível da fase vermelha queimado; Interrupção dos clientes: 29 minutos.

33 Resultados Obtidos Com a implantação deste sistema de proteção aos transformadores a AES Eletropaulo obteve os seguintes ganhos no sistema de Distribuição Subterrâneo: Redução nos índices de indicadores DEC e FEC; Redução no tempo para restabelecimento da energia elétrica; Redução da HHT (Hora Homem Trabalhada) neste tipo de ocorrência; Aumento da confiabilidade do sistema; Diminuição dos clientes desligados devido ao isolamento do defeito.

34 Rafael Moreno Engenheiro Elétrico - AES Eletropaulo rafael.moreno@aes.com Charles Rodrigues Técnico do Sistema Elétrico - AES Eletropaulo Charles.rodrigues@aes.com Obrigado! Plácido Antonio Brunheroto Redenel Fábio Brunheroto Forner Redenel pab@redenel.com.br