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Configurações de cabine primária para minigeração segundo as concessionárias de energia

Este artigo trata de configurações de cabine primária e proteções exigidas por diferentes concessionárias

Autor: 9 de agosto de 2021agosto 31st, 2021Artigos técnicos
Configurações de cabine primária para minigeração segundo as concessionárias de energia

De acordo com a norma NBR 14039 – Instalações Elétricas em Média Tensão, uma cabine de média tensão (MT) deve ter os seguintes equipamentos de proteção, em função da capacidade instalada:

a) Capacidade instalada menor ou igual a 300 kVA

  • Disjuntor acionado por relés com funções de proteção de sobrecorrente temporizadas e instantâneas de fase e de neutro (50/51 e 50N/51N), ou;
  • Chave seccionadora e fusível, desde que tenha disjuntor geral de baixa tensão.

b) Capacidade instalada maior que 300 kVA

Nesta configuração é exigido que a proteção seja por meio de disjuntor acionado por relés secundários com funções 50 e 51 de fase e de neutro. Com o emprego de disjuntor na média tensão subentende-se a necessidade de um local apropriado para abrigá-lo, além dos componentes periféricos como relé, transformadores de corrente e de potencial.

Com o advento da resolução 482/2012 da ANEEL que trata dos agentes que operam no modo de compensação de energia, surgiu uma nova classificação de consumidores em micro e minigeração. Esta classificação é bem definida como:

  • Microgeração: capacidade instalada de geração de até 75 kW;
  • Minigeração: capacidade instalada acima de 75 kW e até 5 MW.

E dentro deste contexto é que as distribuidoras de energia no Brasil admitem várias concepções de configuração para a conexão de um cliente no sistema de média tensão, chamado A4. Percorrendo as diversas normas das concessionárias, observa-se que não há um consenso para uso de uma configuração comum, ainda que se preservem as características de cada região do país. Mas podemos destacar ao menos duas vertentes:

  1. Permitem o uso de chaves fusíveis na média tensão e;
  2. Exigem o uso de disjuntor na média tensão.

Outra questão importante é a respeito do sistema de medição de faturamento dos clientes A4. De acordo com a NBR 14039, a medição pode ser na baixa tensão se a capacidade instalada for de até 300 kVA. Acima deste valor, a medição deve ser na média tensão.

Assim, a localização do setor de medição é outro fator importante na configuração de uma cabine primária. Trataremos aqui dos aspectos de proteção utilizando as concepções típicas de 2 concessionárias para minigeração – Celesc e CPFL – de acordo com as suas normas técnicas:

  • CELESC: I-432.0004 – Requisitos para a conexão de micro ou minigeradores de energia ao sistema elétrico da Celesc Distribuição
  • CPFL: GED 15303 – Conexão de micro e minigeração distribuída sob sistema de dompensação de energia elétrica

Diagramas Referenciais

Para tratar das 2 configurações típicas são apresentados os esquemas adotados pela CELESC e pela CPFL, apresentados nas Figuras 1 e 2.

Figura 1: Configuração de cabine primária de acordo com a Celesc

Figura 2: Configuração de cabine primária de acordo com a CPFL

Comparações

Observando os diagramas, nota-se que as empresas já apresentam diferenças com relação à forma de classificação. Enquanto a Celesc trata em termos de potência aparente, a CPFL trata como potência ativa. A norma da Celesc não faz qualquer menção no texto quanto ao uso de chave fusível no lado de média tensão, mas a configuração adotada indica o uso de chave fusível (Figura 1).

Por outro lado, a CPFL não permite o uso de chave fusível entre o ponto de conexão e a geração, baseada na norma técnica GED 33 (Ligação de Autoprodutores em Paralelo com o Sistema de Distribuição da CPFL), item 6.1: “…Ressalva-se que não é permitido o uso de fusíveis nem de seccionadores monopolares entre o interruptor de entrada e o gerador, ou geradores.” Este requisito é ratificado na configuração mostrada na Figura 2.

A mesma restrição é também exigida pelo Módulo 3 do Prodist, seção 3.3: “5.4.8 Não devem ser utilizados fusíveis ou seccionadores monopolares entre o disjuntor de entrada e os geradores.”

No entanto, este item não é evidenciado na seção 3.7 que trata dos procedimentos de micro e minigeração. Tratando-se especificamente das funções de proteção, particularmente sobre geração fotovoltaica, os diagramas mostrados nas Figuras 1 e 2 indicam que elas devem atuar nos respectivos disjuntores, apesar de algumas proteções poderem ser executadas pelos inversores.

A Tabela 1 apresenta as proteções exigidas pelo Módulo 3 e que podem ser habilitadas no relé e/ou inversores.

Tabela: Funções de proteção dos relés ou inversores

Proteção

Função

Descrição

Habilitação

Relé

Inversor

Convencional

50/51

Sobrecorrente de fase

X

 

50N/51N

Sobrecorrente de neutro

X

 

Complementares

59N ou

Sobretensão de neutro

X

 

67N

Sobrecorrente direcional de neutro

X

 

32

Direcional de potência

X

X

25

Sincronismo

 

X

27

Subtensão

X

X

59

Sobretensão de neutro

X

X

46

Desbalanço de corrente

X

 

47

Desbalanço de tensão

X

 

51V

Sobrecorrente com restrição de tensão

X

 

67

Sobrecorrente direcional de fase

X

 

78

Medição de ângulo de fase

X

 

81 O/U

Sobre e sub frequência

X

X

s/n

Anti-ilhamento

 

X

Quando as proteções são executadas pelos relés, há necessidade de instalação de transformadores de corrente (TCs) e de potencial (TPs) instalados adequadamente para detectar sinais no lado de média tensão. Por exemplo, a função 59N exige o uso de três TPs no lado de média tensão, bem como as funções de sobrecorrente necessitam de 3 TCs. 

Essas necessidades implicam na existência de um ambiente adequado, ou seja, uma cabine de média tensão. De uma forma geral, a Tabela 2 apresenta as principais características entre as configurações das duas concessionárias.

Tabela 2: Características das configurações de cabine primária para duas concessionárias

Dispositivo

Celesc

CPFL

P ≤ 300 kVA

P > 300 kVA

P > 75 kW

Chave fusível na MT

Sim

Sim

Não

Disjuntor na MT

Não

Sim

Sim

Atuações das Proteções

BT

MT

MT

Verifica-se que a CPFL, para qualquer minigeração, exige o uso de disjuntor de MT.

Comentários

Este artigo tratou de configurações adotadas por duas concessionárias e as duas linhas de configurações sofrem ainda variantes em algumas concessionárias. Pode-se dizer que a configuração adotada pela CPFL é semelhante à da Elektro e à da Roraima Energia. Já a configuração adotada pela Celesc, com algumas variações, é seguida pela Copel e pela Cemig.

Na Copel e na Cemig existem variações com relação ao uso de inversores e em função da potência e do tipo de subestações. De toda forma, essas variantes afetam a especificação da cabine, refletindo no custo de implantação da usina. Em se tratando de geração fotovoltaica, seria oportuno que houvesse um mesmo procedimento entre as concessionárias e algumas otimizações poderiam ser avaliadas:

  • Uso de chaves fusíveis na MT, com recurso de abertura simultânea entre as fases;
  • Em situações em que não há espaço para construção ou instalação de cabine primária, avaliar a possibilidade de uso de religadores em poste e de medição ao tempo;
  • Tele-proteção entre as proteções da distribuidora e as proteções da usina (relé e/ou inversores).

Bibliografia

  • NBR 14039 – Instalações elétricas de média tensão
  • Prodist Módulo 3
  • Resolução 482/2012 – ANEEL
  • GED 33 – Ligação de Autoprodutores em Paralelo com o Sistema de Distribuição da CPFL
  • GED 15303 – Conexão de Micro e Minigeração Distribuída sob Sistema de Compensação de Energia Elétrica – CPFL
  • I-432.0004 – Requisitos para a Conexão de Microo ou Minigeradores de Energia ao Sistema Elétrico da Celesc Distribuição – CELESC
  • DT – DTE 01/NT 001 Acesso de Micro e Minigeração Distribuída na Rede de Distribuição da Roraima Energia
  • NTC 905200 – Acesso de Micro e Minigeração Distribuída ao Sistema da Copel  (com compensação de energia)
  • ND 5.31 – Requisitos para Conexão de Acessantes Produtores de Energia Elétrica ao Sistema de Distribuição da Cemig D – Média Tensão
Dirceu José Ferreira

Dirceu José Ferreira

Especialista em geração e distribuição de energia. Engenheiro Eletricista, Mestre em Engenharia Elétrica (UNICAMP). Especialista em proteção e aterramento de sistemas elétricos. Especialista em sistemas de distribuição de média tensão, experiência de 33 anos de atuação na CPFL Energia, com atuação no planejamento da expansão do sistema elétrico e estudos para conexão de geração distribuída e análise de projetos.

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