Subestação Elétrica Explicada: Guia Completo para Estudantes de Engenharia Elétrica

Qual o Papel de uma Subestação nos Sistemas de Energia Elétrica

A subestação desempenha papel vital no sistema de energia elétrica. A continuidade do fornecimento depende da operação bem-sucedida da subestação. É um local central onde a energia elétrica é recebida da usina e distribuída através de rede de linhas de transmissão e distribuição. Por isso, é essencial ter cuidado no projeto e construção.

Pontos a considerar no layout de subestação:

1. Deve ser localizada em local adequado, preferencialmente no centro de gravidade da carga.
2. Deve fornecer fornecimento seguro e confiável aos consumidores. Para confiabilidade, deve ser projetada e construída adequadamente.
3. Deve ser de fácil operação e manutenção.
4. Deve ser construída com custo econômico.

Classificação das Subestações

Existem várias formas de classificar subestações. Discutiremos duas categorias principais.

• Requisito de serviço

Subestações transformadoras: Alteram o nível de tensão de entrada e entregam em outro nível aos consumidores.

• Subestações de manobra: Não alteram nível de tensão. Apenas realizam operações de manobra das linhas de potência.
• Subestações de correção de fator de potência: Melhoram o fator de potência do sistema, geralmente usando condensador síncrono.
• Subestações de mudança de frequência: Alteram a frequência de alimentação, necessária para utilização industrial.
• Subestações conversoras: Convertem CA em CC. Recebem potência CA e convertem em CC com retificadores.
• Subestações industriais: Fornecem energia elétrica a indústrias individuais.

Características Construtivas

Segundo características construtivas, subestações têm componentes como disjuntores, chaves, fusíveis, instrumentos, etc., que devem ser arranjados adequadamente para serviço confiável. Classificação construtiva:

• Subestação interna: Instaladas para 11 kV por considerações econômicas. Construídas sob abrigos; em atmosfera contaminada, podem ser erguidas até 66 kV.
• Subestação externa: Quando tensão ultrapassa 66 kV, equipamentos são instalados externamente devido à alta tensão. Equipamentos e condutores requerem espaço livre.
• Subestações subterrâneas: Em áreas congestionadas onde espaço livre é difícil, subestações são construídas subterraneamente.
  
• Subestações montadas em postes: Instaladas externamente em estrutura de 4 postes. Forma mais barata para tensão não superior a 11 kV ou 33 kV em alguns casos.

Subestação Transformadora:

A maior parte do sistema de potência envolve mudança de nível de tensão, conhecida como subestação transformadora, pois o transformador é o componente principal. Classificam-se em:

1. a) Subestação elevadora b) Subestação primária
2. c) Subestação secundária d) Subestação de distribuição

No diagrama a seguir, um sistema típico de fornecimento elétrico mostrando a posição dos tipos acima.

• Subestação elevadora: Eleva tensão de geração (11 kV) para alta tensão (220 kV) para economia do sistema. Geralmente localizada nas usinas.
• Subestação primária: 220 kV transmitido por sistema trifásico 3 fios da subestação elevadora ao centro de carga. Recebido pela subestação primária que reduz para 66 kV para transmissão secundária.
• Subestação secundária: Energia de 66 kV da primária transmitida em trifásico 3 fios a várias subestações secundárias. Nela, tensão reduzida a 11 kV, cujas linhas correm junto às vias.
• Subestação de distribuição: Recebem 11 kV das secundárias e localizam-se próximas aos consumidores. Tensão reduzida a 400 V, trifásico 3 fios para consumidores. Tensão entre fases 400 V; entre fase e neutro 220 V.