O que é e para que serve uma subestação elétrica?

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20 de março de 2020

O que é e para que serve uma subestação elétrica?

20 de março de 2020

A subestação elétrica tem como finalidade principal alterar o valor das tensões e proteger o sistema elétrico de potência nos diversos pontos que o definem. Podemos descrever este sistema de uma maneira rápida e simples como composto de uma ou mais unidades geradoras, subestações elevadoras, linhas de transmissão de energia, subestações abaixadoras, subestações de distribuição, redes de distribuição em média tensão, redes de distribuição em baixa tensão, consumidores que recebem energia em média ou alta tensão possuindo suas próprias subestações consumidoras e consumidores que recebem energia em baixa tensão.

Fica claro pelo pequeno resumo acima, que qualquer parte do projeto e implantação do sistema elétrico de potência deve ser feito por um profissional ou uma empresa especializada na área de engenharia elétrica.

Pretendemos neste momento apenas descrever alguns conceitos sobre subestações elétricas, elemento fundamental em toda rede de energia, desde sua geração, passando pela transmissão, distribuição até o consumidor final, para que possa embasar a decisão de eventuais consumidores, na tomada de alguma decisão.

Apresentamos abaixo uma descrição rápida sobre os principais tipos de subestações.

SUBESTAÇÃO ELEVADORA

Subestação elevadora é aquela que fica normalmente localizada na saída de uma usina de energia elétrica. Seu papel é elevar a tensão gerada para níveis mais altos, permitindo transmissão de energia em grandes blocos de potência, com valores de corrente elétrica mais baixas, que irão passar pelos condutores para transmissão de energia até os centros consumidores, grandes cidades ou áreas industriais.

As funções principais desta elevação de tensão é diminuir as perdas de energia por efeito Joule, e quedas de tensão, ocasionadas pela passagem da corrente elétrica nas linhas de transmissão. Para a mesma potência transmitida quanto maior a tensão, menor a corrente elétrica e as perdas de energia. Estas perdas acabam sendo pagas pelo consumidor final, diluída em sua conta de energia, por isto esta concepção do sistema é de grande importância.

SUBESTAÇÕES ABAIXADORAS

Uma subestação abaixadora tem como papel principal a redução da tensão nos condutores que transmitem a energia elétrica. São utilizadas quando as linhas de transmissão se aproximam das cidades. Esta redução de tensão procura diminuir as interferências de suas estruturas em ruas e avenidas, diminuindo também o risco de eventuais problemas e acidentes que venham a ser causados à população. Subestações abaixadoras alimentam as subestações de distribuição que se localizam em áreas estratégicas dentro de cada cidade.

SUBESTAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO

São responsáveis pela diminuição da tensão a níveis de distribuição, para que as redes alimentadoras possam ser instaladas nos postes normais existentes nas ruas e avenidas de qualquer cidade, tendo assim as chamadas redes primárias de distribuição.

Tensão primária de distribuição é aquela que disponibiliza a energia para alimentar a grande maioria das indústrias, shopping centers, hospitais, estações de telecomunicação, supermercados e outros consumidores de médio e grande porte. Estas redes primárias alimentam também os postos de transformação (pequenas subestações) localizados nos postes das ruas e avenidas, que fornecem energia através da rede secundária de distribuição a todas as residências, edifícios menores, áreas comerciais e a todo consumidor de menor porte.

SUBESTAÇÕES INDUSTRIAIS/COMERCIAIS E DE GRANDES EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS

Estas são subestações de consumidores finais, cuja função é rebaixar a tensão a valores para utilização em equipamentos e máquinas industriais de média tensão, sistemas industriais de baixa tensão, sistemas de refrigeração, iluminação, aparelhos eletrodomésticos e todos equipamentos de uso final industrial, comercial ou residencial.

Estas subestações podem vir a ser simples postos de transformação, com transformadores e demais equipamentos instalados em poste, com alimentação aérea ou subterrânea, subestações internas em alvenaria com sistemas tradicionais, subestações externas com equipamentos a prova de tempo em média e alta tensão, subestações em cubículos metálicos externos com uso ao tempo em média tensão, subestações internas em cubículos metálicos de média tensão, todas elas com um número grande de alternativas técnicas e econômicas.

MODELOS DE SUBESTAÇÃO

A subestação em pedestal, também chamada de “subestação H”, permite que o transformador seja instalado em entre dois postes, em uma estrutura fixada, normalmente de concreto. Essa subestação tem conceito similar ao posto de transformação.

Já a subestação ao tempo é normalmente usada em subestações de alta tensão — apesar de que ela também é utilizada, com menor frequência, em subestações de média tensão. Por ficar exposta às intempéries ela precisa contar com equipamentos a prova de água. Também é necessário cercá-la, evitando, assim, que pessoas desautorizadas tenham acesso ao local.

A subestação semienterrada costuma ser usada em edifícios. Seu uso é ideal nos projetos que tem algum tipo de limitação de espaço. Essa subestação conta com sistema de medição, proteção e transformação. Trata-se de uma subestação de fácil montagem, construída em módulos e cujo acesso é feito por meio de tampas metálicas. Essa subestação fica semienterrada e seu acesso é feito pela parte superior.

Com semelhanças ao modelo anterior, a subestação em cabine mista, também conta com acesso pela parte superior e é indicada para locais com limitação de espaço. Sua estrutura, normalmente, é feita de alvenaria.

A cabine metálica com grau de proteção ao tempo é outro modelo de estrutura indicado aos projetos que tenham limitação de terreno. Nela, a estrutura fica armazenada dentro de uma cabine metálica que deve obedecer às determinações da ABNT e ser confeccionada com material que contribua para a isolação. Ademais, ela também necessita da proteção com cerca, impedindo o acesso de curiosos.

A subestação também pode ficar em cubículos metálicos, dentro de um prédio. Nesse modelo, os equipamentos ficam dentro de um pijama metálico, dentro da edificação. Isso permite a instalação de equipamentos do tipo extraíveis. No entanto, esse modelo não é comum em todo o país, sendo mais usado nos estados de Minas Gerais e Pará.

Já as subestações feitas no modelo de cubículo blindado compacto são consideradas mais modernas, uma vez que a tecnologia usada pelos fabricantes dos equipamentos permite que esses componentes tenham tamanho compacto. Sendo assim, esse tipo de subestação pode ser mais cara do que as demais. É importante frisar que os equipamentos usados devem obedecer às normas e padronizações nacionais. Uma desvantagem dessa configuração é que, devido ao tamanho dos componentes, a manutenção pode ser mais difícil.

No entanto, a maior parte das subestações utilizadas está abrigada em uma estrutura predial própria.

Todas estas subestações devem ser projetadas e executadas sob a responsabilidade de engenheiros e técnicos especializados, atendendo as prescrições das normas das concessionárias locais, normas ABNT e normas internacionais aplicáveis, desde a sua concepção, análise de viabilidade, especificação de equipamentos e montagem do sistema.

Deverão possuir características técnicas que atendam sempre a tecnologias de última geração. A concepção do sistema deverá garantir segurança e confiabilidade atendendo aos quesitos de qualidade, que são imprescindíveis ao bom desempenho da alimentação de energia aos diversos sistemas, para o bem de cada um individualmente e da sociedade como um todo.

Como você pode perceber, existe uma variedade muito grande de alternativas para as subestação utilizadas em sistemas elétricos, cada uma delas direcionada a um tipo de necessidade ou de viabilidade da empresa.

Conhecê-las e ter uma ideia de sua complexidade é tremendamente importante para estar preparado a escolher a empresa e o profissional certo que poderá através de um estudo técnico e econômico desenvolver um projeto e executar a melhor solução para suas necessidades.

REFERÊNCIAS:

Resolução Normativa ANEEL n. 414, de 9 de setembro de 2010 (Diário Oficial de 15 de set. 2010, seção 1, p. 116)
Subestações Elétricas. Universidade de São Paulo. 16 slides.
Paulo Merlin. Subestações. DPM. 2020. 16 slides