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Neste trabalho são avaliadas alternativas para a compactação de projetos de subestações da alta tensão isoladas a ar. Os projetos de subestações devem atender a diversos critérios normativos que, em geral, seguem os padrões conservadores já estabelecidos há anos em relação aos arranjos, equipamentos e distâncias elétricas adotados. Desta forma, identifica-se que há oportunidades de se otimizar estes projetos com relação, principalmente, às suas dimensões. A compactação de subestações é de interesse das concessionárias transmissoras de energia, uma vez que a disponibilidade de áreas (terrenos) é escassa e os custos envolvidos para aquisição destas são bastante significativos no montante de investimentos iniciais para a construção ou ampliação das subestações. O objetivo geral da compactação de subestações é a redução no custo global da construção destes empreendimentos, desde que os requisitos mínimos de confiabilidade sejam atendidos. As principais alternativas identificadas para a compactação de subestações isoladas a ar são a redução das distâncias elétricas entre partes vivas (fase-fase e fase-terra), a utilização de equipamentos híbridos (que agregam mais de uma funcionalidade em um único invólucro) e a adoção de arranjos de barramentos não convencionais. Com base na avaliação das principais alternativas para compactação identificadas são propostas as ações necessárias para implementação de cada uma delas. Por fim, é apresentado um estudo de caso da compactação de subestações típicas de 230 kV considerando a alternativa de compactação através da utilização de equipamentos híbridos, a qual não implica em redução de confiabilidade no projeto por não alterar as distâncias elétricas (fase-fase e fase-terra) entre condutores entre si e partes aterradas. No estudo de caso realizado, conseguiu-se uma redução de 34,5% na área e de 19,6 % no comprimento longitudinal da subestação, com a instalação de equipamentos híbridos.
In this work, alternatives for the compaction of air-insulated high voltage substations projects are evaluated. Substation projects must meet several normative criteria that, in general, follow the conservative standards already established for years in relation to the arrangements, equipment and electrical distances adopted. In this way, it is identified that there are opportunities to optimize these projects in relation, mainly, to their dimensions. The compaction of substations is of interest to energy transmission concessionaires, since the availability of areas (land) is scarce and the costs involved in acquiring these are quite significant in the amount of initial investments for the construction or expansion of substations. The general objective of compacting substations is to reduce the overall cost of building these projects, provided that the minimum reliability requirements are met. The main alternatives identified for the compaction of air-insulated substations are the reduction of electrical distances between live parts (phase-phase and phase-ground), the use of hybrid equipment (which aggregate more than one functionality in a single enclosure) and the adoption of unconventional bus arrangements. Based on the evaluation of the main alternatives for compaction identified, the necessary actions to implement each one of them are proposed. Finally, a case study of the compaction of typical 230 kV substations is presented, considering the alternative of compaction through the use of hybrid equipment, which does not imply in a reduction of reliability in the project because it does not change the electrical distances (phase-phase and phase-ground) between conductors and grounded parts. In the case study carried out, a reduction of 34.5% in the area and of 19.6% in the longitudinal length of the substation was achieved, with the installation of hybrid equipments.
Data da defesa: 30/05/2022
Banca Examinadora
Orientador (a): Luiz Felipe Ribeiro Barrozo Toledo (Lactec)
Membro da Banca: Lúcio de Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Henry Leonardo Lopez Salamanca (Lactec)
Membro da Banca: Rafael Martins (Copel)
Palavra(s)-Chave: Subestações isoladas a ar. Compactação. Equipamentos híbridos. Alta tensão.
Keywords: Air-insulated substations. Compactation. Hybrid equipment. High voltage.
