Projeto de subestações compactas ao tempo, de tensão Nominal 138kV isoladas a ar, utilizando-se apenas equipamentos convencionais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Castelli, Carlos Alberto Fiori, 1957-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/7209
Resumo: Orientador: José Pissolato Filho
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spelling Projeto de subestações compactas ao tempo, de tensão Nominal 138kV isoladas a ar, utilizando-se apenas equipamentos convencionaisCompact outdoor air insulated substations project, rated voltage 138kV, using only conventional equipmentSubestações elétricasElectrical substationOrientador: José Pissolato FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A redução da área ocupada por uma subestação é uma necessidade, que tem sido considerada em muitos países. Em resposta a esta necessidade, muitas técnicas têm sido utilizadas, tanto com uso de equipamentos convencionais quanto multifuncionais. Esta tese descreve o uso de técnicas de compactação, aplicáveis a projetos de subestações externas, isoladas a ar, de tensões nominais 138/13,8 kV (tensão operativa máxima do sistema 145kV), NBI 650kV, utilizando apenas equipamentos convencionais, permitindo que as concessionárias de energia usem equipamentos padronizados e de baixo custo, que podem ser fornecidos por diversos fabricantes. Como as soluções compactas são dependentes do arranjo da subestação, os estudos se limitaram a subestações com arranjo de barramento principal mais auxiliar de transferência no setor de alta tensão (AT), de acordo com projeto de P&D CELESC / CGTI No 05697-0918/2018, pois este é o arranjo padrão adotado pela "CELESC – Centrais Elétricas de Santa Catarina", em sua rede de subtransmissão de tensão nominal 138kV. Foi apresentado um levantamento das técnicas de compactação encontradas na literatura, aplicáveis a Subestações Isoladas a Ar ("AIS – Air Insulated Substations"), utilizando equipamentos convencionais, a partir das quais foram desenvolvidas três alternativas de projeto de subestação compacta. É apresentada também uma descrição da aplicação de modelo em escala reduzida a subestações, embora as medições em laboratório tenham sido feitas apenas no modelo reduzido da subestação convencional de referência, uma vez que o modelo da subestação compacta não chegou a ser construído. Os desenhos dos projetos compactos foram gerados utilizando-se o programa PRIMTECH 3D, software baseado em AUTOCAD, específico para projeto de subestações, que permite a seleção de equipamentos disponíveis em sua biblioteca e visualização 3D da subestação. A comparação entre as três alternativas, para escolha da mais adequada, foi efetuada com base em características como percentual de redução de área, confiabilidade, segurança, modularidade dos bays para atender futuras expansões e possibilidade de manutenção com equipamentos padronizados disponíveis em estoque. A solução adotada passou ainda por um processo de refinamento, até a obtenção do projeto final, incluindo verificações de afastamentos (tanto do ponto de vista de suportabilidade dielétrica quanto de segurança para manutenção), nível máximo de intensidade de campos elétrico e magnético para exposição humana e proteção contra raios diretos (falha de blindagem)Abstract: The reduction of substation footprint is a demanding need that has been considered in many countries. For responding to this need, many techniques have been used, employing both multifunctional and conventional equipment. This thesis describes the use of compaction techniques, applicable to projects of outdoor, air-insulated substations, rated voltages 138/13.8 kV (highest voltage of the system 145kV), 650kV BIL (Basic Insulation Level), using only conventional equipment, allowing utilities to use standardized, lower-cost equipment that can be supplied by various manufacturers. Since compact solutions are layout arrangement dependable, the studies were limited to substations with main and transfer bus arrangement in the high voltage (HV) sector, according to the R&D program CELESC / CGTI No 05697-0918/2018, as this is the standard arrangement adopted by "CELESC - Electric Power Plants of Santa Catarina" in its 138kV sub-transmission network. It was presented a survey of the compaction techniques found in the literature, applicable to AIS (Air Insulated Substations) using conventional equipment. Based on these techniques, three alternative solutions have been developed to this project. The use of scale model technique is also described, although the measurements were made only on the conventional substation model, adopted as reference, since the compact substation model was not built. The drawings of the compact substations were generated using the AUTOCAD-based substation design software PRIMTECH 3D, allowing the selection of equipment available in its library and 3D view of the substation. A comparison among the three alternatives was made in order to choose the more suitable one, based on features like the percentage of area reduction, reliability, security, modularity of the bays to meet future expansions and possibility of maintenance using standard equipment. The adopted solution was still submitted to a refinement process, until obtaining the final compact substation design, including clearances checks (both from dielectric supportability and safety for maintenance points of view), maximum level of electric and magnetic field strength for human exposure and protection against direct lightning (shielding failure)DoutoradoEnergia ElétricaDoutor em Engenharia Elétrica[s.n.]Pissolato Filho, José, 1951-Araujo, Ricardo Augusto deAraujo, Anderson Ricardo Justo deRossi, Jose Antonio DonizeteBlande, Valter SouzaUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCastelli, Carlos Alberto Fiori, 1957-20222022-11-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (82 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/7209CASTELLI, Carlos Alberto Fiori. Projeto de subestações compactas ao tempo, de tensão Nominal 138kV isoladas a ar, utilizando-se apenas equipamentos convencionais . 2022. 1 recurso online (82 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/7209. 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