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Como projetar subestações modernas, seguras e econômicas?

A inovação é essencial para que empresas de diferentes setores da economia ganhem competitividade, atendam às exigências do mercado e garantam a sua sobrevivência.

Inovar é ser capaz de enxergar oportunidades e tirar proveito delas, conquistando melhorias como redução de custos, otimização de processos e aumento da qualidade de serviços ou produtos. Para isso, muitas vezes, é preciso romper paradigmas e deixar de lado modelos antigos para que os novos – e mais vantajosos – se estabeleçam.

O setor elétrico brasileiro, assim como outros ramos, está desenvolvendo uma cultura de inovação. A rápida adoção pelos protocolos da norma IEC 61850 em projetos de subestações pelas concessionárias de energia é uma prova disso.

Já é possível observar avanços em concessionárias de energia que estão substituindo processos caros, lentos e burocráticos por práticas capazes de modernizar suas subestações. Um exemplo de inovação é a mudança na localização dos IEDs (Intelligent Electronic Devices) de proteção e controle, que antes ficavam dentro das casas de controle, migrando para os pátios das subestações, com a substituição de parte dos fios de cobre por fibra ótica.

A instalação dos IEDs no pátio também melhora significativamente a funcionalidade global do projeto da subestação, pois reduz suas dimensões, torna as casas de controle mais funcionais, abrigando somente equipamentos que não podem ficar no pátio, e simplifica a fiação interna dos gabinetes. Contudo, é necessário ter muito cuidado com a aquisição de IEDs, selecionando sempre aqueles que são projetados para o ambiente agressivo das instalações ao ar livre, conforme demonstrado pelas características nominais ambientais rigorosas e garantias extensas do fabricante. Atualmente, os relés de proteção SEL suportam temperaturas até 85°C, superando o estabelecido nas normas internacionais.

Muitas empresas ainda utilizam os IEDs dentro das casas de controle e conectados aos equipamentos do pátio por meio de dezenas de fios de cobre. As práticas de fiação das subestações variam em função do nível de tensão e tecnologia dos dispositivos associados. Geralmente são usados em média 44 condutores para ligar cada IED da casa de controle ao pátio. O percurso da fiação é razoavelmente longo, medindo entre 200 e 500 metros. Além disso, um equipamento pode ter IEDs de proteção principal e retaguarda, o que dobraria a quantidade de condutores na subestação. Neste modelo, são necessárias para a instalação, um número maior de profissionais e materiais, devido a grande quantidade de cabos de cobre dentro das canaletas.

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Antes: método de fiação tradicional com relés na casa de controle

Com a migração dos IEDs para o pátio, os processos de instalação e comissionamento se tornam mais rápidos, simples e acessíveis, pois o comprimento da fiação é menor – limitada entre o equipamento de pátio e o gabinete com o IED. Para troca de dados de proteção e controle entre os IEDs da subestação, utiliza-se um dos principais benefícios da utilização da norma IEC 61850 que consiste em minimizar ou até mesmo eliminar a fiação de cobre usada no campo através do uso de mensagens GOOSE de alta velocidade.

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Depois: método com os relés instalados no pátio

Ao mesmo tempo, o desempenho do sistema de proteção, controle e automação fica mais confiável, já que a comunicação entre os IEDs é constantemente supervisionada visando detectar imediatamente problemas na entrega de mensagens GOOSE. Se houver algum problema, os IEDs receptores revertem para lógicas não dependentes da comunicação e alertam os técnicos. Finalmente, os cabos de fibra óptica também oferecem isolação galvânica dos caminhos de dados entre os componentes.

Resultados na prática

A SEL estimula práticas inovadoras nas empresas do setor elétrico, por meio de novas tecnologias e da disseminação do conhecimento necessário para empregá-las. Um exemplo é o da Elektro, distribuidora brasileira de energia elétrica e parceira da SEL desde 2008, que inovou por meio da modernização de 36 subestações. Os resultados foram: redução de 50% na cablagem convencional e 40% no tempo de comissionamento. Outro projeto desenvolvido pela SEL foi a modernização de uma grande subestação de 500kV, que gerou, comparado a um desenho convencional de IEDs na sala de controle, uma redução de 80% dos cabos de cobre; 75% no tempo de instalação; 76% nos custos de instalação; e 76% nos custos com materiais.

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