O Projeto Subestação 13,8 kV

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Luiz Guilherme Melo Jordão

Projeto de subestação 13,8 kV de fábrica de papel

Disciplina: Subestação

Professor: Sérgio Pinho

Niterói – Rio de Janeiro

2019

RESUMO

Este projeto tem a finalidade de levantar os materiais e componentes necessários para a instalação de uma subestação simplificada e um QGBT em uma fábrica de papel, de acordo com o diagrama unifilar e com fundamentação nas NBR’s e NR’s. Deveram ser realizados os cálculos dos circuitos de forma que atendam as normas e as especificações da concessionária.

INTRODUÇÃO

De acordo com a resolução nº414 da ANEEL, há a necessidade de possuir uma subestação unidades consumidoras com carga instalada igual ou superior á 75 kw, ou seja, grandes centros comerciais, condomínios, prédios e pequenas fábricas demandam a necessidade de uma subestação.

A subestação simplificada é planejada principalmente para fornecer energia para instalações consideradas de pequeno a médio porte, ela trabalha apenas com potências de 75 a 300 kVA, ou seja, que não suportam fornecer para uma grande rede, porém é altamente eficiente ao manter aparatos de menor porte, mas ainda, essenciais para o funcionamento do seu sistema como um todo.

DADOS TÉCNICOS DA INSTALAÇÃO

Potência instalada:

• QGBT

220V/380V - 3Ø+N+T – 60Hz – 500A

• QCM

Potência ativa: 6,34 kW

Potência aparente: 8,67 kVA

• QDFE

Potência ativa: 6,13 kW

Potência aparente: 6,66 kVA

• QDFL-1

Potência ativa: 14,85 kW

Potência aparente: 16,14 kVA

• QDFL-2

Potência ativa: 26,65kW

Potência aparente: 27,44 kVA

• QDFL-3

Potência ativa: 28,98 kW

Potência aparente: 31,86 kVA

Fator de demanda:

De acordo com site da fabricante de transformadores WEG.

FD = 0,75 – Papel, papelão e celulose.

Previsão de aumento de carga:

PAC= 20% - 1,20

Demanda provável : 0,75 x 90,77 x= 68,07 kW

Demanda da instalação : 1,20 x 0,75 x 90,77= 81,69 kVA

Subestação, transformador e proteção:

A carga total do sistema será atendida por um transformador de distribuição de 112,5 kVA, trifásico, ligação delta-estrela aterrado, tensão primária de 13,8kV, tensão secundária 220/380V, potência nominal de 112,5 kVA, será sustentado por um poste de 11 metros de altura e capacidade para 400 daN,  será protegido por três chaves fusíveis, corrente nominal do porta fusível de 100A, classe de tensão de 15kV, tensão suportável nominal de impulso de 95kV, corrente nominal da base de 300A com elos fusíveis do tipo 6K, 5A e chave seccionadora com tensão nominal de 15kV, tensão suportável nominal de impulso de 95kV e corrente nominal de 400ª.

A subestação possuirá sistema de proteção contra sobretensão ou descargas atmosféricas, para-ráios de distribuição do tipos ZnO, 12kV–10kA com invólucro polimérico, sem centelhador, a óxido de zinco, provido de desligador automático.

Condutores:

Ramal de ligação BT(secundário do transformador): Do secundário do transformador partirão até a caixa de medição e acondicionados em eletroduto de 80mm, 04 condutores, sendo 1 por fase e outro para o neutro, todos com a isolação XLPE, temperatura de 90°C, flexíveis, unipolares, isolamento 0,6/1kV e bitola de 70mm. A partir do disjuntor de proteção geral do sistema, que estará localizado no abrigo de medição, até o quadro de geral de baixa tensão(QGBT), os condutores de BT seguirão, com as mesmas características, 4#70mm² - XLPE – 0,6/1kV, acondicionados em eletrocalha ventilada que ficará aérea até o QGBT.

Medição:

Serão utilizados transformadores de corrente do tipo barra, com relação de 200/5.

Proteção geral:

Será instalado um disjuntor trifásico, industrial, do tipo CA, capacidade de interrupção de 20kA, corrente nominal de 175A.

Memórias de cálculo:

Cálculo do CMPS:

Distância do trafo: 5 m

FP: 0,91

Cálculo do Disjuntor do transformador usando critério da capacidade de corrente:

Corrente nominal da instalação:

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Corrente corrigida:

Para FCA=1 e FCT=1, obtemos:

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Cálculo da queda de tensão do secundário do CMPS:

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Cálculo da corrente de curto-circuito:

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Cálculo da seção condução utilizando a queda de tensão:

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Neste circuito será utilizado o método de instalação D, do CMPS partirão até o QGBT acondicionados em eletroduto, 01 condutor, com 5 vias, sendo 3 fases, 1 neutro e 1 GND, todos com isolação em XLPE, temperatura do condutor 90ºC, flexíveis, isolamento 0,6/1kV e bitola de 70 mm². O disjuntor de proteção será de 200 A, com ajuste do térmico de sobrecarga de 150 a 200 A e magnético de 2 a 5 kA.

Cálculo do QGBT:

Distância do trafo: 14,5 m

FP=0,91

Cálculo do Disjuntor do transformador usando critério da capacidade de corrente:

Corrente nominal da instalação:

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Potência nominal do transformador:

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Cálculo da queda de tensão do secundário do transformador para o QGBT:

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Cálculo da seção condução utilizando a queda de tensão:

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Corrente de curto-circuito no secundário do transformador:

Utilizando a impedância de 3,5%;

Icc= 171/(3,5/100)= 4,88 kA

Cálclulo da corrente de curto-circuito: