4 Ano - Engenharia Elctrica

Prticas de Planeamento de Redes

Barramentos

Discente:

Babydjai Renato Pedro Santana

Ndia Boane

Docente:

Eng. Jonas Domingos Manuel

Songo, Abril de 2015

4 Ano - Engenharia Elctrica

Prticas de Planeamento de Redes

Barramentos

Discente:

Babydjai Renato Pedro Santana

Ndia Boane

Docente:

Eng. Jonas Domingos Manuel

Songo, Abril de 2015

ndice 1 Introduo.................................................................................................................. 1

2 Objectivos.................................................................................................................. 2

2.1 Geral ................................................................................................................... 2

2.2 Especficos ......................................................................................................... 2

3 Metodologia .............................................................................................................. 3

4 Barramentos .............................................................................................................. 4

4.1 Barra Simples ..................................................................................................... 4

4.2 Barra Simples com a Utilizao do By-Pass ..................................................... 6

4.3 Duplo Barramento Simples ................................................................................ 7

4.4 Barra Simples Seccionado ................................................................................. 8

4.5 Barra Principal e Transferncia ......................................................................... 9

4.6 Barra Dupla com Um Disjuntor ....................................................................... 12

4.7 Barra Dupla com Dois Disjuntores .................................................................. 13

4.8 Barra Dupla com Disjuntor e Meio .................................................................. 14

4.9 Barramento em Anel ........................................................................................ 16

5 Concluso ................................................................................................................ 18

6 Bibliografia.............................................................................................................. 19

Barramentos 2015

Pgina 1

1 Introduo

A necessidade de estabelecimento de centros comuns de colecta e redistribuio de

energia elctrica nas subestaes, impulsionou o estudo e o uso selectivo de barras

metlicas denominadas barramentos a fim de suprir essas faltas. Dai que o domnio do

conhecimento dos barramentos (tema deste trabalho) usados nas Subestaes elctricas,

suas caractersticas, as diversas configuraes e as respectivas aplicaes de grande

importncia.

Barramentos 2015

Pgina 2

2 Objectivos

2.1 Geral

Falar dos barramentos

2.2 Especficos

Definir os barramentos;

Caracterizar os arranjos mais comuns em subestaes;

Referenciar as vantagens e desvantagens dos diversos tipos de barramentos,

Apresentar os diagramas dos barramentos;

Doptar os estudantes de conhecimentos sobre barramentos mostrando a sua

importncia e a sua devida aplicao.

Barramentos 2015

Pgina 3

3 Metodologia

O mtodo utilizado para o desenvolvimento do trabalho foi o de reviso bibliogrfica,

que consiste em um estudo aprofundado, considerando-se os dados disponveis nas

literaturas buscadas e na internet.

Barramentos 2015

Pgina 4

4 Barramentos

Os barramentos so condutores reforados, geralmente slidos e de impedncia

desprezvel, que servem como centros comuns de colecta e redistribuio de corrente.

No desenvolvimento do projecto de uma subestao, devem ser considerados requisitos

como disponibilidade, manutenibilidade, flexibilidade operacional do sistema e custo,

que de acordo com o grau de complexidade requerido, existem inmeras topologias de

subestao que podem ser adoptadas. A denominao arranjo ou topologia de uma SE

usada para as formas de se conectarem entre si as linhas, transformadores e cargas de

uma subestao.

A seguir sero apresentados os arranjos mais comuns para as Subestaes:

Barra Simples;

Barra Simples com a Utilizao do By-Pass;

Duplo Barramento Simples;

Barra Simples Seccionado;

Barra Principal e Transferncia;

Barra Dupla com Um Disjuntor;

Barra Dupla com Dois Disjuntores;

Barra Dupla com Disjuntor e Meio;

Barramento em Anel.

4.1 Barra Simples

a configurao mais simples de uma Subestao, mais fcil de operar e menos

onerosa, com um nico disjuntor manobrando um nico circuito. Todos os circuitos se

conectam a uma mesma barra. Pode ser tambm a configurao de menor

confiabilidade, uma vez que uma falha no barramento provocar a paralisao completa

da subestao.

Devido perda dos circuitos na presena de uma falha ou na manuteno do disjuntor,

esse arranjo utilizado em subestaes de pequeno porte. Esse arranjo para uma

subestao o que apresenta o menor custo de implementao, e uma menor rea

necessria para a sua instalao.

Barramentos 2015

Pgina 5

Caractersticas

Mais simples, mais econmico, e menos seguro;

A subestao possui uma s barra de AT e/ou BT;

Utilizado em Subestaes Elctricas de pequena potncia;

Todos os circuitos conectam-se a uma nica barra com um disjuntor para cada

circuito;

Recomendvel apenas para o caso de se admitir cortes de fornecimento.

Menor rea necessria.

Vantagens:

Instalaes extremamente simples;

Manobras simples, normalmente ligar e desligar circuitos alimentadores;

Custo reduzido na implantao.

Desvantagens:

Baixa confiabilidade;

Baixa disponibilidade

Falha ou manuteno no barramento resulta no desligamento da subestao;

Falha ou manuteno nos dispositivos do sistema requerem a desenergizao das

linhas ligadas a ele;

A manuteno de disjuntor de alimentadores interrompe totalmente o fornecimento

de energia para os consumidores correspondentes.

A ampliao do barramento no pode ser realizada sem a completa desenergizao

da subestao;

Pode ser usado apenas quando cargas podem ser interrompidas ou se tem outras

fontes durante uma interrupo.

Barramentos 2015

Pgina 6

Diagrama de Barramento Simples

Figura 1. Diagrama de Barramento Simples.

4.2 Barra Simples com a Utilizao do By-Pass

O esquema Barra Simples pode apresentar uma melhor disponibilidade com a utilizao

de uma chave de By-Pass para a alimentao dos circuitos.

As Caractersticas apresentadas por um sistema barra simples com a utilizao de uma

chave de ByPass a mesma apresentada pela configurao barra simples.

Vantagem

Apresenta uma melhor disponibilidade na alimentao dos circuitos em relao ao

Barra Simples.

Desvantagens

Possui um custo um pouco mais elevado devido a utilizao de chaves de By-Pass;

O Circuito perde a proteco e a selectividade da proteco na ocorrncia de uma

falha, ou seja, o defeito em um dos circuitos causa desligamento em todos os

circuitos ligados a esta subestao.

Barramentos 2015

Pgina 7

Diagrama de Barra Simples com a Utilizao do By-Pass

Figura 2. Barra Simples com a Utilizao do By-Pass

4.3 Duplo Barramento Simples

indicado para instalaes consumidoras com grupos de carga essenciais e no

prioritrias. O intertravamento entre os disjuntores da fonte de emergncia e da barra de

cargas prioritrias previne a alimentao simultnea das cargas prioritrias pela fonte de

emergncia e concessionria.

Caractersticas

Indicado para instalaes consumidoras que requerem alta

Confiabilidade para cargas essenciais;

Aceitam desligamentos rotineiros para cargas no essenciais;

Encontradas nas subestaes consumidoras do tipo hospital, hotel e muitos tipos de

indstria.

Vantagens

Qualquer disjuntor pode ser retirado de servio para manuteno;

Fcil recomposio.

Desvantagens

Custo mais elevado;

Falha no disjuntor de linha ou no barramento a ele ligado implica em perda das

cargas no prioritrias devido presena de disjuntor de intertravamento.

Barramentos 2015

Pgina 8

Diagrama de Duplo Barramento Simples

Figura 3. Duplo Barramento Simples

4.4 Barra Simples Seccionado

O arranjo de barramento simples com disjuntor de juno ou barra Seccionada consiste

essencialmente em seccionar o barramento para evitar que uma falha provoque a sua

completa paralisao, de forma a isolar apenas o elemento com falha na subestao.

Quando o disjuntor de seccionamento est fechado a SE opera com transformadores em

paralelo alimentando uma nica barra. O arranjo da SE pode prover intertravamento

entre os disjuntores de linha de modo que previna o disjuntor de barra ser fechado

quando ambos disjuntores de linha esto fechados. Neste caso, quando um

transformador est fora de servio, com o fechamento do disjuntor de barra o arranjo

torna-se de barra simples suprida pelo transformador.

Caractersticas

Presena de um disjuntor de barra;

Flexibilidade para manobras no ato da manuteno;

Este arranjo indicado para funcionar com duas ou mais fontes de energia.

Barramentos 2015

Pgina 9

Vantagens

Maior continuidade no fornecimento;

Maior facilidade de execuo dos servios de manuteno;

Em caso de falha na barra, somente so desligados os consumidores ligados seo

afectada.

Desvantagens:

A manuteno de um disjuntor deixa fora de servio a linha correspondente;

Esquema de proteco mais complexo.

Diagrama de Barra Simples Seccionado

Figura 4. Barra Simples Seccionado

4.5 Barra Principal e Transferncia

O barramento principal da subestao ligado a um barramento auxiliar atravs de um

disjuntor de transferncia. A finalidade do Disjuntor de transferncia garantir a

proteco de um vo (entrada de linha ou sada de linha) quando o equipamento de

disjuno principal (disjuntor ou religador) associado a este vo retirado de servio

para manuteno.

Em condies normais de funcionamento, o vo de entrada de linha supre a barra

principal atravs do disjuntor principal e das chaves seccionadoras associadas a este

Barramentos 2015

Pgina 10

disjuntor, que se encontram normalmente fechadas. Existe mais uma chave associada ao

disjuntor de entrada de linha que a de by-pass que se encontra normalmente aberta.

Em uma situao de emergncia, em que o disjuntor principal retirado de servio para

manuteno, a entrada de linha conectada barra auxiliar atravs do fechamento da

chave seccionadora de by-pass e do disjuntor de transferncia, aps uma sequncia de

chaveamento pr-estabelecida pelo rgo de operao do sistema elctrico, assim o

disjuntor de transferncia substitui o disjuntor principal.

A transferncia da proteco do disjuntor principal do vo para o disjuntor de

transferncia pode ser realizada atravs de uma funo da transferncia da proteco

(funo 43) ou atravs de mudana no ajuste do rel associado ao disjuntor de

transferncia.

A funo de transferncia da proteco, genericamente denominada funo 43, pode

assumir um dos seguintes estados: Normal (N), Em Transferncia (ET) e Transferido

(T). Se o comando de abertura enviado pelo rel encontra a funo 43 no estado N, o

rel actua directamente sobre o disjuntor principal. Caso a funo 43 esteja na posio

ET, o sinal de abertura enviado para o disjuntor principal e para o disjuntor de

transferncia, e quando a funo 43 est na posio T, o sinal enviado comanda a

abertura somente do disjuntor de transferncia.

O rel multifuno de entrada de linha quando sente uma falta e esta atinge o valor de

actuao da proteco (corrente de pick-up), envia um sinal de abertura para o

disjuntor associado (disjuntor principal e/ou disjuntor de transferncia), de acordo com

a posio da funo de transferncia da proteco, Normal, Em Transferncia e

Transferido.

Caractersticas

Maior continuidade no fornecimento de energia quando comparado ao esquema

Barra Simples;

Maior facilidade na execuo dos servios de manuteno;

Este arranjo pode funcionar com duas entradas de alimentao;

Em caso de falha da barra somente so desligados os circuitos conectados a seo

afectada;

O esquema de proteco mais completo;

Barramentos 2015

Pgina 11

Apresenta um baixo custo de implementao, porm maior que o esquema Barra

Simples;

A manuteno de um disjuntor desliga o circuito correspondente;

A ampliao do barramento realizado desligando um dos alimentadores o outro

permanece ligado.

Vantagem

Qualquer disjuntor pode ser retirado de servio para manuteno.

Desvantagens

Requer um disjuntor extra para conexo com a outra barra.

Falha no barramento principal resulta no desligamento da subestao.

As manobras so relativamente complicadas quando se deseja colocar um

disjuntor em manuteno.

Diagrama de Barra Principal e Transferncia

Figura5. Diagrama de Barra Principal e Transferncia

Barramentos 2015

Pgina 12

4.6 Barra Dupla com Um Disjuntor

Arranjo para instalaes de grande porte e importncia. Normalmente o disjuntor entre

barras fechado mantendo a barra 2 com tenso e com carga divididas entre as barras.

A manuteno feita sem a perda dos circuitos de linha de sada. Cada linha pode ser

conectada a qualquer barra.

Em caso de falta na barra 1, os disjuntores de linha de entrada abrem isolando a falta. O

disjuntor de interligao de barras ento aberto e as chaves comandadas

adequadamente de modo a transferir suprimento e carga para a barra 2. Se a falta ocorre

na barra 2, o disjuntor de interligao de barras abre isolando a falta.

Caractersticas

Permite uma maior flexibilidade com ambas as barras em operao;

Qualquer uma das barras podem ser isoladas para a manuteno e ampliao dos

circuitos;

Facilidade da transferncia de um dos circuitos de uma barra para a outra com o uso

de um nico disjuntor de transferncia e chaves de manobra;

A proteco do barramento pode causar a perda da subestao quando esta operar

com todos os circuitos em um barramento nico;

Falha no disjuntor de transferncia pode colocar a subestao fora de servio.

Vantagens:

Qualquer disjuntor pode ser retirado de servio para manuteno.

Desvantagens:

Requer um disjuntor extra para conexo com a outra barra;

Falha no barramento principal resulta no desligamento da subestao;

As manobras so relativamente complicadas quando se deseja colocar um disjuntor

em manuteno;

Necessidade de quatro chaves por circuito e um disjuntor extra para a conexo com

a outra barra acarretando em maiores custo de implementao e manuteno.

Barramentos 2015

Pgina 13

Diagrama Barra Dupla com Um Disjuntor

Figura 6. Barra Dupla com Um Disjuntor

4.7 Barra Dupla com Dois Disjuntores

O esquema elctrico de operao de uma subestao no esquema Barra Dupla com dois

disjuntores uma adaptao do esquema Barra Dupla, de modo a apresentar uma

confiabilidade dos circuitos. Cada circuito protegido por dois disjuntores separados.

Isto significa que a operao de qualquer disjuntor no afectar mais de um circuito.

Este tipo de arranjo tem um alto nvel de confiabilidade, mas mais caro sua

construo. A SE suprida por linhas de subtransmisso que alimentam a SE atravs de

transformador com disjuntor de alta tenso. H duas barras nesse arranjo de SE. O

alimentador pode ser suprido por qualquer uma das barras. A barra principal

energizada durante operao normal e a barra de reserva usada durante situaes de

manuteno e emergncia. Se uma falta ocorre na barra principal, o disjuntor do lado de

baixa tenso do transformador operar desenergizando a barra. O disjuntor normalmente

fechado do alimentador primrio ligado barra principal ento manualmente aberto

pela equipe de campo. Subsequentemente o suprimento transferido para a barra

reserva pelo fechamento do disjuntor alternativo do lado de baixa tenso do

transformador e o correspondente disjuntor do alimentador primrio. O servio

interrompido durante o tempo em que realizada a manobra manual.

Caractersticas

Aplica-se em instalaes de grande potncia;

Continuidade de fornecimento;

Barramentos 2015

Pgina 14

Utilizado em subestaes de EHV (extra-alta tenso).

Vantagens

Arranjo mais completo;

Muito mais flexvel;

Maior confiabilidade;

Qualquer uma das barras pode ser retirada de servio a qualquer tempo para

manuteno sem retirada de circuitos de servio.

Desvantagem

Alto custo.

Diagrama Barra Dupla com Dois Disjuntores

Figura 7. Barra Dupla com Dois Disjuntores

4.8 Barra Dupla com Disjuntor e Meio

Para subestao de transmisso, a configurao disjuntor e meio a soluo

tradicional utilizada na maioria dos pases. No arranjo em disjuntor e meio so trs

disjuntores em srie ligando uma barra dupla, sendo que cada dois circuitos so ligados

de um lado e outro do disjuntor central de um grupo. Trs disjuntores protegem dois

Barramentos 2015

Pgina 15

circuitos (isto , existem 1 disjuntores por circuito) em uma configurao com dois

barramentos. Neste caso, como existem duas barras, a ocorrncia de uma falha em uma

delas no provocar o desligamento de equipamento, mas apenas retirar de operao a

barra defeituosa.

A vantagem deste esquema que qualquer disjuntor ou qualquer uma das duas barras

pode ser colocado fora de operao sem interrupo do fornecimento. Para uma melhor

compreenso da configurao de disjuntor e meio, imagine um circuito de entrada e um

circuito de sada em que duas barras esto presentes, semelhana da configurao

anterior barramento duplo. A fim de garantir uma confiabilidade maior para o sistema,

seriam necessrios quatro disjuntores para dois circuitos com duas barras quando a

configurao disjuntor e Meio no for adoptada.

Caractersticas

Equivalente ao barramento duplo anterior, mas com uma importante simplificao;

Utilizao de um disjuntor e meio para cada entrada e sada, ao contrrio de dois

disjuntores por circuito no arranjo anterior;

Mais econmico e tem praticamente a mesma confiabilidade;

mais utilizado nos sistemas de 500 kV e 765 kV.

Vantagens

Maior flexibilidade de manobra;

Rpida recomposio;

Falha em um dos barramentos no retira os circuitos de servio.

Desvantagens:

Demasiado nmero de operaes envolvidas no acto de chaveamento e religamento

dos equipamentos envolvidos.

Os dois ltimos esquemas so mais confiveis por envolverem dois barramentos

separados, em contrapartida aos custos envolvidos.

Barramentos 2015

Pgina 16

Diagrama Barra Dupla com Disjuntor e Meio

Figura 8. Barra Dupla com Disjuntor e Meio

4.9 Barramento em Anel

Barramento que forma um circuito fechado por meio de dispositivos de manobras. Este

esquema tambm secciona o barramento, com menos um disjuntor, se comparada com a

configurao de barramento simples seccionado. O custo aproximadamente o mesmo

que a de barramento simples e mais confivel, embora sua operao seja mais

complicada. Cada equipamento (linha, alimentador, transformador) alimentado por

dois disjuntores separados. Em caso de falha, somente o segmento em que a falha ocorre

ficara isolado. A desvantagem que se um disjuntor estiver desligado para fins de

manuteno, o anel estar aberto, e o restante do barramento e os disjuntores

alternativos devero ser projectados para transportar toda a carga. Cada circuito de sada

tem dois caminhos de alimentao, o tornado mais flexvel.

Caractersticas

Necessita apenas um disjuntor por circuito;

Apresenta uma confiabilidade relativamente boa com o custo de implementao

reduzido;

No utiliza a barra principal;

Se uma falta ocorre durante a manuteno de um dos disjuntores, o anel pode ser

separado em duas sees;

Barramentos 2015

Pgina 17

Religamento automtico e circuitos complexos;

Para efectuar a manuteno e/ou ampliao de um circuito a proteco deixar de

actuar durante esse perodo.

Vantagens

Flexibilidade na manuteno dos disjuntores, podendo qualquer disjuntor ser

removido para manuteno sem interrupo da carga;

Necessita apenas um disjuntor por circuito;

No utiliza conceito de barra principal;

Grande confiabilidade.

Desvantagens

Se uma falha ocorre durante a manuteno de um disjuntor o anel pode ser separado

em duas sees;

Religamento automtico e circuitos de proteco so relativamente complexos.

Diagrama de Barramento em Anel

Figura 9. Barramento em Anel

Barramentos 2015

Pgina 18

5 Concluso

O cumprimento dos critrios estabelecidos no acto do contracto de fornecimento de

Energia elctrica, entre uma determinada conseccionaria e os seus clientes, assim como

a confiabilidade e a disponibilidade de fornecimento de Energia elctrica por uma

subestao, est relacionado com o pleno conhecimento dos barramentos e a aplicao

correcta dos tipo de diagrama a usar nas Subestaes dependendo dos tipos de cargas.

Barramentos 2015

Pgina 19

6 Bibliografia

Prof. Ruth Leo. Distribuio de Energia Elctrica. [25 de Maro de 2015,

14h:44mim] disponvel: hptt//www.wickpedia.com

BOZZI, Fabrcio de Abreu; SUBSTAES; 2011; S/E; Brasil.