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SSVTTransformador de Potencial para Serviços Auxiliares

Luiz Paulo Parente, Agosto de 2015 – Automation & Power World Brasil


Conteúdo

Introdução

A Solução

Características

Aplicações

Normas

Proteção

Cases de Sucesso

Experiência

Conclusões

Introdução


IntroduçãoPossibilidades

A infraestrutura de linhas de

transmissão no Brasil é de mais de

100 000 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.


IntroduçãoDesafios

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.


IntroduçãoDesafios

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).

A Solução


A SoluçãoDefinição

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.


A SoluçãoSSVT – 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


A SoluçãoSSMV – 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


A SoluçãoTIP – Isolamento a gás SF6

Primário

Tensão primária até 550 kV

Secundário

Enrolamento de potência com

tensões desde 110V até 7.200 V

Até 333 kVA monofásicos

60 Hz, 50 Hz

Isolado a gás SF6

Aplicações


AplicaçõesTensão Auxiliar e Controle na Subestação

Terciário do Transformador

PrincipalCircuito de Média Tensão

direto do Transformador

Linhas de Distribuição

ExternasGerador Diesel

SSVT


AplicaçõesCargas 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.



Solução convencional



Cargas distantes em até 1 km da LT



Cargas distantes em até 30 km da LT

Proteção


ProteçãoPrimário

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.


ProteçãoBlindagem Eletrostática

Convencionalmente, se formaria uma capacitância entre o primário e o

secundário de um transformador.

Esta capacitância atua como um filtro passa altas.


ProteçãoBlindagem 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.


ProteçãoPrimário – 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:


ProteçãoPrimário – 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)

22 41

16 117


ProteçãoPrimário

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.


ProteçãoSecundário

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.


ProteçãoSecundário

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.


ProteçãoFalhas 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.


ProteçãoRelés 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.


SSVTMicro Subestação AT/MT/BT

Cases de Sucesso


Cases de SucessoEletrificação 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.


Cases de SucessoEletrificação Rural: Micro-Subestação 245kV


Cases de SucessoParques 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


Cases de SucessoMineração

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.


Cases de SucessoTorres 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.

Experiência


ExperiênciaUnidades fornecidas

Em 2014 foram fornecidas 450 unidades.

Aproximadamente 3.000 unidades vendidas nos últimos 15 anos.


ExperiênciaFabricação – 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


ExperiênciaFabricação – ABB USA

Fábrica

Crystal Springs, MS

Lexington, KY

Marketing e Vendas, EEUU

Marketing e Vendas

Miami, FL

Conclusões


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.

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