Configuraciones de cabina primaria para minigeneración según empresas energéticas

Según la norma NBR 14039 – Instalaciones Eléctricas de Media Tensión, una cabina de Media Tensión (MT) debe contar con los siguientes equipos de protección, dependiendo de la capacidad instalada:

a) Capacidad instalada menor o igual a 300 kVA

• Disyuntor activado por relés con funciones de protección contra sobreintensidad temporizada e instantánea de fase y neutro (50/51 y 50N/51N), o;
• Interruptor seccionador y fusible, siempre que cuente con disyuntor general de baja tensión.

b) Capacidad instalada superior a 300 kVA

En esta configuración se requiere protección mediante un disyuntor activado por relés secundarios con funciones de fase y neutro 50 y 51. El uso de un disyuntor de media tensión implica la necesidad de una ubicación adecuada para alojarlo, además de componentes periféricos como relés, transformadores de corriente y potencial.

Con la llegada de la resolución 482/2012 de ANEEL que trata de agentes que operan en modalidad de compensación de energía, surgió una nueva clasificación de consumidores en micro y minigeneración. Esta clasificación está bien definida como:

• Microgeneración: capacidad de generación instalada de hasta 75 kW;
• Minigeneración: capacidad instalada superior a 75 kW y hasta 5 MW.

Y en ese contexto, las distribuidoras de energía en Brasil permiten varios conceptos de configuración para conectar un cliente al sistema de media tensión, denominado A4. Al recorrer los diferentes estándares de concesionarias, se observa que no existe consenso sobre el uso de una configuración común, aunque se preservan las características de cada región del país. Pero podemos destacar al menos dos aspectos:

1. Permitir el uso de interruptores fusibles de media tensión y;
2. Requiere el uso de un disyuntor de media tensión.

Otro tema importante se refiere al sistema de medición de facturación para los clientes A4. Según la NBR 14039, la medición puede ser en baja tensión si la capacidad instalada es de hasta 300 kVA. Por encima de este valor la medida debe ser en media tensión.

Así, la ubicación del sector de medición es otro factor importante en la configuración de una cabina primaria. Abordaremos aquí los aspectos de protección utilizando los conceptos típicos de 2 concesionarias de minigeneración – Celesc y CPFL – de acuerdo con sus normas técnicas:

• CELESC: I-432.0004 – Requisitos para la conexión de micro o mini generadores de energía al sistema eléctrico de Celesc Distribuição
• CPFL: GED 15303 – Conexión de micro y mini generación distribuida bajo sistema de compensación de energía eléctrica

Diagramas de referencia

Para abordar las 2 configuraciones típicas, se presentan los esquemas adoptados por CELESC y CPFL, que se muestran en las Figuras 1 y 2.

comparaciones

Al observar los diagramas, queda claro que las empresas ya tienen diferencias en relación a la forma en que se clasifican. Mientras Celesc lo trata en términos de poder aparente, la CPFL lo trata como poder activo. La norma Celesc no hace ninguna mención en el texto respecto al uso de un interruptor fusible en el lado de media tensión, pero la configuración adoptada indica el uso de un interruptor fusible (Figura 1).

Por otro lado, CPFL no permite el uso de fusible entre el punto de conexión y la generación, con base en la norma técnica GED 33 (Conexión de Autoproductores en Paralelo al Sistema de Distribución CPFL), punto 6.1: “…Cabe señalar que no se permite el uso de fusibles o seccionadores unipolares entre el interruptor de entrada y el generador o generadores.” Este requisito se ratifica en la configuración que se muestra en la Figura 2.

La misma restricción también es requerida por el Módulo 3 de Prodist, sección 3.3: “5.4.8 No se deben utilizar fusibles o seccionadores unipolares entre el disyuntor de entrada y los generadores”.

Sin embargo, este ítem no se destaca en la sección 3.7, que trata de los procedimientos de micro y minigeneración. Tratando específicamente de las funciones de protección, particularmente en la generación fotovoltaica, los esquemas mostrados en las Figuras 1 y 2 indican que deben actuar sobre los respectivos disyuntores, aunque algunas protecciones pueden ser realizadas por inversores.

La Tabla 1 presenta las protecciones que requiere el Módulo 3 y que se pueden habilitar en el relé y/o inversores.

Tabla: Funciones de protección de relés o inversores.

Cuando las protecciones se realizan mediante relés, existe la necesidad de instalar transformadores de corriente (CT) y transformadores de potencial (PT) adecuadamente instalados para detectar señales en el lado de media tensión. Por ejemplo, la función 59N requiere el uso de tres TT en el lado de media tensión, así como las funciones de sobrecorriente requieren 3 TC.

Estas necesidades implican la existencia de un entorno adecuado, es decir, una cabina de media tensión. En general, la Tabla 2 presenta las principales características entre las configuraciones de las dos concesionarias.

Tabla 2: Características de las configuraciones de cabina primaria para dos concesionarios

Parece que CPFL, para cualquier minigeneración, requiere el uso de un disyuntor de MT.

Comentários

Este artículo trata sobre las configuraciones adoptadas por dos concesionarios y las dos líneas de configuraciones aún sufren variaciones en algunos concesionarios. Se puede decir que la configuración adoptada por CPFL es similar a la de Elektro y Roraima Energia. La configuración adoptada por Celesc, con algunas variaciones, es seguida por Copel y Cemig.

En Copel y Cemig existen variaciones en cuanto al uso de inversores y dependiendo de la potencia y tipo de subestaciones. En cualquier caso, estas variantes afectan a las especificaciones del habitáculo, reflejando el coste de implantación de la planta. En el caso de generación fotovoltaica, sería conveniente que existiera el mismo procedimiento entre concesionarios y se podrían evaluar algunas optimizaciones:

• Uso de interruptores fusibles en MT, con función de apertura simultánea entre fases;
• En situaciones donde no existe espacio para construir o instalar una cabina primaria, evaluar la posibilidad de utilizar reconectadores de poste y medición de tiempo;
• Teleprotección entre las protecciones del distribuidor y las protecciones de la planta (relé y/o inversores).

Bibliografía

• NBR 14039 – Instalaciones eléctricas de media tensión
• Módulo Prodista 3
• Resolución 482/2012 – ANEEL
• GED 33 – Conexión de Autoproductores en Paralelo al Sistema de Distribución CPFL
• GED 15303 – Conexión de Micro y Minigeneración Distribuida bajo Sistema de Compensación Eléctrica – CPFL
• I-432.0004 – Requisitos para la Conexión de Micro o Mini Generadores de Energía al Sistema Eléctrico de Celesc Distribuição – CELESC
• DT – DTE 01/NT 001 Acceso Distribuido de Micro y Minigeneración en la Red de Distribución de Roraima Energia
• NTC 905200 – Acceso de Micro y Minigeneración Distribuida al Sistema Copel (con compensación de energía)
• ND 5.31 – Requisitos para la Conexión de Productores de Electricidad al Sistema de Distribución Cemig D – Media Tensión