Qual São as Diferenças Entre Subestações Estações de Comutação e Salas de Distribuição

Quais são as Diferenças entre Subestações, Postos de Chaveamento e Salas de Distribuição?

Uma subestação é uma instalação elétrica no sistema de energia elétrica que transforma níveis de tensão, recebe e distribui energia elétrica, controla a direção do fluxo de potência e ajusta a tensão. Ela interliga redes elétricas de vários níveis de tensão por meio de seus transformadores. Em aplicações específicas—como cabos submarinos ou transmissão em longa distância—alguns sistemas utilizam transmissão de corrente contínua de alta tensão (HVDC). A HVDC supera as perdas por reatância capacitiva inerentes à transmissão em corrente alternada e oferece benefícios de economia de energia.

As subestações reduzem principalmente tensões altas para médias ou reduzem tensões altas para um nível ligeiramente mais baixo de alta tensão. Ocupam áreas relativamente grandes, com requisitos de terreno variando de acordo com o nível de tensão e capacidade. Por isso, algumas pessoas as chamam de “estações transformadoras”.

Função:
Uma subestação atua como instalação intermediária entre usinas geradoras e usuários finais. Como as usinas geralmente estão localizadas longe das cidades e fábricas, e a tensão gerada pelas usinas é relativamente baixa, a corrente resultante causaria perdas significativas por calor nas linhas de transmissão segundo a Lei de Joule. Isso poderia danificar as linhas, e a conversão de energia elétrica em calor representa uma grande ineficiência. Portanto, subestações são usadas para elevar a tensão da usina para permitir uma transmissão eficiente em longas distâncias até áreas urbanas e industriais. Ao chegar ao destino, subestações locais reduzem a tensão aos níveis necessários, que são posteriormente distribuídos por redes de distribuição para fornecer os padrões de 220 V para uso diário.

Localização:
Do ponto de vista econômico, as subestações devem estar próximas dos centros de carga. Do ponto de vista operacional, não devem interferir nas atividades produtivas ou no transporte interno de uma instalação, e o acesso para entrega de equipamentos deve ser conveniente. Por motivos de segurança, as subestações devem evitar áreas inflamáveis ou explosivas. Em geral, devem estar situadas no lado de barlavento de um local, longe de áreas onde poeira e fibras tendem a se acumular, e não devem ser instaladas em zonas densamente povoadas. O dimensionamento e construção de subestações também deve considerar supressão de incêndio, resistência à corrosão, controle de poluição, impermeabilização, proteção contra chuva e neve, resistência sísmica e prevenção de intrusão de pequenos animais.

Subestação de Distribuição
Definição:
Uma subestação de distribuição também é uma instalação para alterar níveis de tensão. É um local no sistema elétrico onde tensão e corrente são transformadas, centralizadas e distribuídas. Para garantir a qualidade da energia e a segurança dos equipamentos, aqui também são realizados regulação de tensão, controle de corrente e proteção das linhas de transmissão/distribuição e dos principais equipamentos elétricos. As subestações podem ser classificadas por aplicação em subestações de distribuição de energia e subestações de tração (utilizadas para ferrovias elétricas e bondes). De acordo com a norma nacional chinesa GB50053-94 "Código para Projeto de Subestações de 10 kV e Abaixo", uma subestação é definida como “uma instalação onde a energia CA de 10 kV ou abaixo é reduzida por um transformador de potência para alimentar cargas elétricas”. Qualquer instalação que atenda a esta definição qualifica-se como subestação.

Função:
O papel de uma subestação é receber eletricidade das usinas, tipicamente em tensões não superiores a 1–2 kV. A transmissão direta em longas distâncias com essas tensões baixas resultaria em correntes muito elevadas nas linhas, causando perdas excessivas de potência e baixa eficiência de transmissão. Portanto, transformadores são usados para elevar a tensão a dezenas ou mesmo centenas de quilovolts (dependendo da distância e demanda de potência) para reduzir a corrente nas linhas. Para interligar linhas de energia com diferentes distâncias e capacidades em uma rede unificada e aumentar a confiabilidade geral do sistema, são necessárias múltiplas subestações para compatibilizar e conectar diferentes níveis de tensão. Da mesma forma, após a energia de alta tensão chegar ao seu destino, ela precisa ser reduzida para níveis como 10,5 kV, 6,3 kV ou 400 V (ou seja, 380/220 V) para atender às diversas necessidades dos usuários. Assim, na prática são necessárias numerosas subestações. Normalmente, uma subestação principal refere-se a uma subestação primária, com subestações secundárias a jusante. A subestação primária realiza chaveamento e distribuição de alta tensão, mas não realiza transformação de tensão por si própria.

Sala de Distribuição (ou Sala de Chaveamento)
Definição:
Uma sala de distribuição também é chamada de subestação de distribuição. De acordo com as normas nacionais, uma sala de distribuição é definida como “uma instalação que contém apenas chaveamentos de alta tensão para abrir/fechar circuitos e distribuir energia elétrica, sem transformador principal de potência na barra”. As salas de distribuição operam em níveis de tensão abaixo de 35 kV e abrigam equipamentos como disjuntores, transformadores de instrumentos, capacitores e dispositivos associados de proteção e medição. Em termos simples, é um edifício que abriga painéis de chaveamento de alta tensão, painéis de entrada/saída, etc.—isto constitui uma sala de distribuição (ou câmara). Instalações maiores podem incluir múltiplos painéis de chaveamento de alta e baixa tensão para realizar transformação de tensão e distribuição de energia.

Os termos “subestação” e “sala de distribuição” muitas vezes referem-se a salas de transformadores e distribuição em complexos residenciais ou edifícios comerciais. A sala de distribuição é um componente crítico do sistema de fornecimento de energia de um edifício. Eletricistas especializados realizam monitoramento operacional 24 horas por dia. Pessoal não autorizado está proibido de entrar sem aprovação do gerente de administração predial ou chefe do departamento. Os operadores devem ser certificados, conhecer bem os equipamentos, procedimentos operacionais e protocolos de segurança. Devem monitorar atentamente as leituras de voltímetros, amperímetros e medidores de fator de potência, e nunca permitir que disjuntores a ar operem em condições de sobrecarga. O piso e as superfícies dos equipamentos na sala de distribuição devem ser mantidos limpos e livres de poeira o tempo todo. Operações de chaveamento são realizadas por pessoal de plantão com um supervisor presente; duas pessoas nunca devem realizar operações de chaveamento simultaneamente para evitar erros.

Posto de Chaveamento (ou Estação de Chaveamento)

Definição:
Uma estação de comutação refere-se a uma subestação de distribuição que não realiza transformação de tensão, mas utiliza equipamentos de comutação para abrir ou fechar circuitos elétricos. É uma instalação de energia localizada um nível abaixo da subestação no sistema de energia, distribuindo eletricidade de alta tensão para um ou vários consumidores de energia circundantes. Sua característica principal é que as tensões das linhas de entrada e saída são idênticas. Embora as subestações regionais também possam realizar funções de comutação, deve-se notar claramente que uma estação de comutação é distinta de uma subestação.

Uma estação de comutação também é definida como uma instalação de fornecimento e distribuição de energia usada para receber e distribuir energia elétrica. Nas redes de transmissão de alta tensão, é comumente chamada de "estação de comutação" ou "campo de comutação". Nas redes de distribuição de média tensão, as estações de comutação são tipicamente usadas para receber e distribuir energia de 10 kV. Tais estações geralmente têm duas alimentações de entrada e múltiplas alimentações de saída (geralmente 4 a 6). Dependendo dos requisitos específicos, disjuntores ou seccionadores podem ser instalados nas linhas de entrada e saída. O equipamento é tipicamente um conjunto de quadros de baixa tensão totalmente metálicos, projetado para operação ao ar livre em níveis de tensão de até 10 kV. Uma estação de comutação típica tem uma capacidade de transferência de aproximadamente 8.000 kW e fornece energia de média tensão a salas de transformadores ou distribuição locais dentro de um distrito ou área.

Função:

• Segmenta o alimentador de fornecimento de energia para limitar a extensão das interrupções durante falhas, melhorando assim a confiabilidade e a flexibilidade do fornecimento de energia;

• Reduz a complexidade das subestações;

• Não altera os níveis de tensão, mas aumenta o número de circuitos de alimentação—funcionalmente equivalente a uma subestação de distribuição.

Localização:
As estações de comutação são tipicamente localizadas perto de estações ferroviárias, pátios de carga, depósitos de locomotivas elétricas, estações de trânsito ou outros locais com cargas concentradas significativas.