TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES SSVT

DE POTENCIAL PARA

SERVIÇOS AUXILIARES

SSVT

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Linha UTP

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Linha UG

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Linha UTY

Os Transformadores de Potencial para serviços auxiliares (Power Voltage Transformers - PVT ou Station Service Voltage Transformers - SSVT) são projetados para fornecer potência em Baixa Tensão diretamente de uma Linha de Alta Tensão de até 550kV. Localizados dentro da própria subestação, eles podem fornecer até 333kVA de potência por fase, de forma confi ável e econômica. Oferecem uma ampla gama de aplicações, mas se destacam no fornecimento de energia auxiliar para subestações em áreas remotas, tornando-os uma solução ideal para subestações de Energia Renovável.

O PVT foi utilizado pela primeira vez na América do Norte, há décadas. Devido à natureza da rede elétrica, o SSVT foi projetado para cobrir as necessidades de alimentação auxiliar em subestações de manobra, onde não havia um transformador de potência ou uma linha de distribuição disponível. Desde então, as capacidades de saída de energia e

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA SERVIÇOS AUXILIARES

as aplicações expandiram-se rapidamente, principalmente para as Energias Renováveis. O projeto do PVT é similar a um transformador de potencial indutivo, para satisfazer o requerimento dielétrico, acoplado a um núcleo maior semelhante ao utilizado em transformadores de potência. Utilizando materiais e técnicas de projeto avançadas, um dielétrico compacto totalmente efi ciente foi desenvolvido. Tal projeto é muito semelhante entre todos as linhas de PVT, apesar de existirem características diferentes entre eles. Os PVTs podem apresentar isolamento em papel-óleo ou SF₆, apresentam uma conexão direta fase-terra com isolamento galvânico entre o enrolamento primário e secundário, que estão bobinados sobre o mesmo núcleo magnético, mas com isolamento independente.

Possuem baixas perdas com impedância de proteção para limitar as correntes de falta.

APLICAÇÕES

Os Transformadores de Potencial para serviços auxiliares podem ser utilizados dentro de qualquer subestação de alta tensão como fonte de energia de baixa tensão para alimentar os serviços auxiliares da subestação (equipamentos de controle e proteção, ar condicionado, iluminação, sistemas de segurança etc.). Para esta aplicação, os órgãos regulamentos exigem duas ou três fontes confi áveis e independentes. O PVT é uma fonte de alimentação auxiliar exclusiva e dedicada que garante a confi abilidade da subestação e o cumprimento dos regulamentos. Pode ser usado como fonte primária ou reserva. Estes são alguns dos casos em que os PVTs podem ser utilizados dentro das subestações:

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Fonte de alimentação para as subestações de manobra. As subestações de manobra são utilizadas para chavear várias linhas de transmissão. A diferença com as subestações normais de elevação ou abaixamento é que não existe nenhum transformador de potência e, portanto, a alimentação auxiliar de serviço não pode ser obtida a partir do enrolamento terciário do transformador de potência. Além disso, estas subestações estão na sua maioria localizadas em áreas remotas, onde linhas de distribuição normalmente não estão presentes nas proximidades. As opções alternativas aos PVTs são a construção de uma nova Linha dedicada de MT (custos elevados de construção e manutenção e não confi áveis) ou um gerador Diesel (custo de combustível, manutenção, emissões de CO₂).

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Fornecimento de Energia para subestações de Energia Renovável. Subestações de alta tensão são necessárias para conectar plantas de geração de energia renovável, como parques eólicos ou solares, à rede principal de transmissão. Essas usinas geralmente estão localizadas em áreas isoladas, portanto, muitas vezes é necessária uma

linhas de transmissão, e coisas do gênero). Dependendo do tamanho, localização e condições climáticas, as necessidades de fornecimento de energia em BT variam entre 100-500 kVA. Portanto, faz-se necessário que haja uma linha de transmissão que ligue esta subestação ao sistema de transmissão principal, com uma tensão típica variando de 115 a 500kV. Os PVTs estão localizados dentro do pátio de manobra de AT e podem ser conectados nos barramentos ou na entrada da Linha, dependendo do projeto geral da subestação.

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Fornecimento de energia para os serviços auxiliares das subestações Convencionais. Ao contrário do que acontece nas subestações de manobra, normalmente existem linhas de distribuição e/ou centrais de média tensão disponíveis dentro da subestação, de modo que o PVT pode ser utilizado como fonte de reserva.

Fora das subestações, os PVTs também podem ser utilizados como fonte de energia de baixa tensão. Há situações em que não existem redes de distribuição na área e a energia poderia ser obtida diretamente da linha AT. Algumas destas aplicações estão listadas abaixo:

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Eletrifi cação Rural. Os PVTs podem agir como uma fonte de energia para fornecer energia confi ável a pequenas comunidades onde não existem linhas de distribuição nas proximidades, mas existem linhas de transmissão. Esta aplicação fornece energia de baixa tensão diretamente da linha AT, de forma econômica e prática. Com um único transformador de instrumento, até 333kVA podem ser retirados diretamente de uma linha de 245kV e centenas de residências podem obter um acesso barato e confi ável à eletricidade. Estima-se que a economia de custos em comparação com a subestação tradicional varia entre 60 a 80%.

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Alimentação elétrica para torres de Telecomunicações em áreas remotas. Ampla cobertura de rede de celulares é uma demanda para as empresas de telecomunicações. Devido ao alcance relativamente curto de cada torre de telecomunicação, existe a necessidade de localizar muitas delas em locais remotos, a fi m de fornecer cobertura de rede de telecomunicação aos usuários (isto é, enquanto viajam ao longo de uma rodovia). Tendo uma Linha de transmissão próxima, um PVT pode fornecer a energia necessária para alimentar estas torres de uma forma confi ável e econômica.

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Fornecimento temporário de energia para subestações em construção. Devido à rápida montagem e fl exibilidade de localização, o PVT pode ser utilizado para fornecer energia elétrica durante a construção e depois transferido para outro local.

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Estações de mineração e de bombeamento de petróleo e gás. Estes locais estão normalmente longe das redes de distribuição eléctrica, de modo que o PVT pode fornecer energia ao local através da Linha de transmissão das proximidades.

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Subestações ferroviárias.

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Iluminação de torres.

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Elevador de tensão para laboratórios de testes elétricos de alta tensão, e pequenos parques eólicos e solares.

_LINHAS DE TRANSMISSÃO DE ALTA TENSÃO _ELEMENTOS DE COMUTAÇÃO E PROTEÇÃO Fonte de alimentação para as Estações de Comutação Fonte de alimentação para Torres de Telecomunicação em áreas remotas Alimentação elétrica para sistemas de controle de energias renováveis Eletrificação Rural Fornecimento temporário de energia _ PVT / SSVT Papel a óleo Gás

VANTAGENS

As soluções convencionais utilizadas para a alimentação de serviços auxiliares são uma linha dedicada de média tensão, geradores diesel ou o enrolamento terciário do transformador de potência. O transformador de potência ARTECHE tem as seguintes vantagens:

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Alimentação de energia confi ável: Como os PVT estão conectados no pátio de alta tensão da subestação, haverá energia disponível enquanto a linha estiver energizada. Como esta linha está ligada ao sistema de transmissão principal, a disponibilidade de energia é garantida.

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Projeto livre de manutenção e de longa duração.

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Comissionamento rápido: EO tempo de entrega da fábrica é semelhante ao resto do equipamento de comutação de AT (disjuntores, transformadores de instrumento, interruptores seccionadores ou para-raios), e o comissionamento do equipamento é relativamente simples, semelhante ao dos transformadores de instrumento. Além disso, ele já pode fornecer durante a construção, se a linha de alta tensão já estiver energizada.

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Redução do impacto ambiental: Os PVTs fazem parte do pátio de manobra de AT, o que faz com que não produzam qualquer impacto ambiental adicional. Isto é particularmente notável, visto que eles fazem parte de um projeto de energia renovável. As unidades são hermeticamente seladas, evitando que vazamentos de fl uido isolante ao meio ambiente.

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Custo: Em comparação com outras alternativas, os PVTs são, na maioria dos casos levantados, como uma solução rentável. Os custos de instalação são geralmente mais baixos e o custo de vida é defi nitivamente mais baixo, pois não há necessidade de pagar a energia a terceiros.

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Projeto robusto. Com base em transfor-madores de instrumento e ensaiado de acordo com os mesmos padrões, visando garantir a mesma alta confi abilidade que qualquer transformador de instrumento de tensão indutiva.

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Fornecimento independente para serviços auxiliares. O usuário não tem que recorrer a terceiros, tais como empresas de distribuição, fornecedores de combustível etc.

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Segurança e liberação para o transformador de potência. O transformador de potência é o núcleo das subestações e as aplicações em BT são normalmente menos confi áveis, portanto, há menos riscos de operação se o enrolamento terciário não for utilizado para serviços auxiliares. Além disso, se já existir um enrolamento terciário, ele poderá ser utilizado para outras aplicações.

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Benefício social. Eletrifi cação de áreas rurais isoladas, abastecimento de emergência após desastres naturais...

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Flexibilidade de projeto. Diferentes tensões secundárias disponíveis. Enrolamentos secundários independentes. Sistemas secundários trifásicos/de fase única usando 3, 2 ou 1 PVTs.

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Energia autônoma diretamente da linha de transmissão.

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Alto desempenho sísmico.

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Descarga de Linha. Os PVTs também podem ser usados para descarga de linha. Isto pode ser de interesse se estiverem localizados na entrada da linha na subestação.

COMPARAÇÃO ENTRE OS PVTs e SOLUÇÕES CONVENCIONAIS NO FORNECIMENTO SERVIÇOS AUXILIARES Custe

inicial

Custe

de vida Confi abilidade Manutenção Impacto ambiental

Tempo de comissionamento Independência PVT oo - ooo - - o ooo Linha de distribuição + Transformador de Distribuição ooo o oo o oo ooo o Gerador a

Diesel o ooo oo oo ooo o o

TP

Terciário oo - ooo o - oo ooo

Isolamento em papel-óleo:

Linha UTP até 362 kV e

333 kVA

LINHA UTP

1 2 3 8 7 5 12 11 10 6

1. Indicador do nível de óleo. 2. Terminal primário

3. Sistema de compensação do volume de óleo 4. Malha capacitiva 5. Isolador 6. Enrolamento primário 7. Núcleo 8. Enrolamentos secundários 9. Terminais secundários

10.Caixa de terminais secundários 11. Válvula de amostragem de óleo 12.Terminal de aterramento

4

Os transformadores de potencial para serviços auxiliares isolados em papel-óleo são compostos de um núcleo magnético situado dentro de uma cuba metálica sobre o qual estão enrolados os bobinados primários e secundários. A tensão primária é conduzida por meio de um terminal formado por um conjunto de blindagens e camadas de papel isolante impregnado em óleo. Para controlar as variações de seu nível de óleo, dispõem de uma câmera de compensação. O óleo pode ser analisado através de uma válvula de amostragem de óleo localizada no tanque.

DESIGN E FABRICAÇÃO

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA

SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UTP

OPÇÕES:

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Isoladores de porcelana ou polimérico.

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Terminal para monitoramento do isolamen-to principal (medição tangente delta).

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Sensor de monitoramento de temperatura interna.

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Válvula de alívio de sobrepressão com capacidade de conexão ao sistema SCADA.

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Secundários adicionais para medição e/ou proteção.

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Derivações para regulagem da tensão.

Esta linha é nomeada com as letras UTP seguidas de 3 números indicando a tensão máxima de serviço para a qual foram projetados.

A tabela na página seguinte mostra a linha fabricada pela ARTECHE. Estas características são meramente indicativas; a ARTECHE pode fabricar transformadores de acordo com qualquer norma nacional ou internacional.

GAMA

Isolamento em papel-óleo > Modelo UTP

Modelo Tensão máxima de serviço (kV) Níveis de isolamento Potência máxima de saída por fase (KVA) Distância de escoa-mento (mm) Frequência industrial (kV) Impulso atmosférico (kV crista) Impulso de manobra (kV crista) UTP-123 123 230 550 - 100 4525 UTP-145 145 275 650 - 100 4525 UTP-170 170 325 750 - 100 5285 UTP-245 245 395 900 - 333 6125 460 1050 UTP-362 362 510 1175 950 167 9050 575 1300

Isolamento de gás:

Linha UG até 550 kV e

125 kVA..

LINHA UG

1. Terminal primário

2. Dispositivo de alívio de pressão 3. Eletrodo de alta tensão

4. Isolador

5. Eletrodo de baixa tensão 6. Enrolamentos primários 7. Enrolamentos secundários 8. Núcleo

9. Caixa de terminais secundários 10.Válvula de enchimento com gás

8 3 4 9 1 5 10 2 6 7

Os PVTs com isolamento em gás são compostos de um núcleo magnético situado dentro de uma cuba metálica sobre o qual estão enrolados os bobinados primários e secundários. Para estes bobinados se utilizam cabos elétricos resistentes ao calor com revestimento de resina sintética e uma película de plástico com elevada resistência dielétrica, grande resistência ao calor e forte resistência mecânica. O SF₆ e esta camada de plástico formam o isolamento elétrico. Uma válvula de entrada para gás SF₆ é fornecida num lado do tanque, juntamente com um manômetro para monitorar a pressão do gás.

O isolador polimérico garante a segurança durante o transporte e o serviço.

O transformador está equipado com densímetro de expansão por temperatura com dois níveis de alarme que podem ser ligados ao equipamento de controle para o monitoramento remoto. Em caso de queda de pressão de trabalho, o PVT ainda pode suportar a tensão nominal com a pressão atmosférica interna do gás.

DESIGN E FABRICAÇÃO

Projeto seguro, classe de arco interno II conforme IEC61869, devido a:

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Partes ativas, localizadas no interior do tanque metálico, separadas do isolador.

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Dispositivo de alívio de pressão localizado na parte superior.

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Ligações elétricas resistentes a curto circuito. Projetado para minimizar o volume de gás, pressão e vazamentos, com uma taxa de vazamento <0,5%/ano (valores mais baixos disponíveis mediante solicitação), reduzindo, assim, seu impacto ambiental.

Os tanques e isoladores são projetados, fabricados e testados de acordo com as normas internacionais de vasos de pressão.

OPÇÕES:

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Sensor de monitoramento de temperatura interna.

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Sinal de monitoramento do valor de pressão real.

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Secundários adicionais para medição e/ou proteção.

Esta linha é nomeada com as letras UG seguidas de 2 ou 3 números indicando a tensão máxima de serviço para a qual foram projetados.

A tabela mostra a linha atualmente fabricada pela ARTECHE. Estas características são meramente indicativas. A ARTECHE pode fabricar estes transformadores para cumprir com qualquer norma nacional ou internacional.

GAMA

Isolamento de gás> Linha UG Modelo Tensão máxima de serviço (kV) Níveis de isolamento Potência máxima de saída por fase (KVA) Distância de escoa-mento (mm) Frequência industrial (kV) Impulso atmosférico (kV crista) Impulso de manobra (kV crista) UG-72 72,5 140 325 - 125 1800 UG-145 123 230 550 - 125 3125 145 275 650 - 125 3625 UG-245 325 750 - 125 4230 245 460 1050 - 125 6125 300 460 1050 850 125 7350 UG-420 362 510 1175 950 125 9050 420 630 1425 1050 125 10300 UG-550 550 680 1550 1175 125 13750

Para valores detalhados, por favor consulte a Arteche.

Para valores de potência nominal mais elevados, por favor consulte a Arteche.

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA

SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UG

Isolamento em papel-óleo:

Linha UTY até 245 kV e

16 kVA.

LINHA UTY

1. Tampa superior

2. Sistema de compensação do volume de óleo 3. Indicador do nível de óleo

4. Isolador 5. Malha capacitiva 6. Enrolamentos primários 7. Enrolamentos secundários 8. Núcleo 9. Óleo isolante

10.Caixa de terminais secundários 11. Terminal de aterramento

11

10

7

6

8

3

1

2

4

5

9

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL PARA

SERVIÇOS AUXILIARES > Linha UTY

Os transformadores de potencial para serviços auxiliares isolados em papel-óleo são compostos de um núcleo magnético situado dentro de uma cuba metálica sobre o qual estão enrolados os bobinados primários e secundários. A tensão primária é conduzida por meio de um terminal formado por um conjunto de blindagens e camadas de papel isolante impregnado em óleo. Para controlar as variações de seu nível de óleo, dispõem de uma câmera de compensação. O óleo pode ser analisado através de uma válvula de amostragem de óleo localizada no tanque.

PROJETO E FABRICAÇÃO

OPÇÕES:

›

Isoladores de porcelana ou polimérico.

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Terminal para monitoramento do isolamento principal (medição tangente delta).

Esta linha é nomeada com as letras UTY seguidas de 2 ou 3 números indicando a tensão máxima de serviço para a qual foram projetados.

A tabela na página seguinte mostra a linha fabricada pela ARTECHE. Estas características são meramente indicativas; a ARTECHE pode fabricar transformadores de acordo com qualquer norma nacional ou internacional.

GAMA

Isolamento em papel-óleo > Linha UTY

Modelo Tensão máxima de serviço (kV) Níveis de isolamento Potência máxima de saída por fase (KVA) Distância de escoa-mento (mm) Frequência industrial (kV) Impulso atmosférico (kV crista) Impulso de manobra (kV crista) UTY-72 72,5 140 325 - 10 1825 UTY-145 145 275 650 - 16 3625 UTY-245 245 460 1050 - 10 6125