Subestações Móveis: Um Guia Completo
As subestações móveis são um tipo de sistema de distribuição de energia que pode ser transportado e instalado rapidamente e facilmente em diferentes locais. Elas são usadas para fornecer energia temporária ou de emergência em áreas onde a rede não está disponível ou foi danificada, como canteiros de obras, zonas de desastres, áreas remotas ou eventos. Elas também podem ser usadas para testar, manter ou substituir subestações existentes, ou para integrar fontes de energia renovável na rede.
As subestações móveis consistem em vários componentes montados em um reboque, plataforma ou contêiner que pode ser transportado por estrada, ferrovia, mar ou ar. Os principais componentes são:
Um transformador que converte alta tensão em baixa tensão ou vice-versa, dependendo da aplicação.
Um sistema de resfriamento que regula a temperatura do transformador e previne o superaquecimento.
Um disjuntor de alta tensão controla e protege o circuito de alta tensão e conecta a subestação móvel à linha de transmissão ou ao gerador.
Um disjuntor de baixa tensão controla e protege o circuito de baixa tensão e distribui a energia à carga ou à rede.
Um sistema de medição que mede e registra os parâmetros elétricos do fluxo de energia, como tensão, corrente, potência, frequência, etc.
Um sistema de relé de proteção que detecta e isola falhas e previne danos ao equipamento e à equipe.
Um sistema de alimentação auxiliar AC e DC que fornece energia para a operação da subestação móvel e seus acessórios, como luzes, ventiladores, bombas, etc.
Um sistema de proteção contra surtos que protege a subestação móvel contra descargas atmosféricas e outros surtos de tensão.
Um sistema de conexão de cabos que conecta a subestação móvel à fonte de energia e à carga usando cabos flexíveis e conectores.
As subestações móveis são projetadas para atender aos requisitos específicos de cada cliente e aplicação. Elas podem ter diferentes níveis de tensão, potências, configurações, recursos e acessórios. Também são projetadas para cumprir as regulamentações rodoviárias estaduais e federais, bem como o código de rede e padrões de segurança.
Vantagens das Subestações Móveis
As subestações móveis oferecem várias vantagens em relação às subestações convencionais, tais como:
Mobilidade: As subestações móveis podem ser transportadas e realocadas facilmente e rapidamente para qualquer lugar onde sejam necessárias. Elas não requerem permissões especiais ou obras civis para instalação. Também podem ser giradas ou reposicionadas para alinhar-se com as linhas de energia existentes ou equipamentos.
Flexibilidade: As subestações móveis podem ser adaptadas a diferentes níveis de tensão, potências, configurações, recursos e acessórios, de acordo com as necessidades e preferências do cliente. Elas também podem fornecer múltiplas tensões para diferentes cargas ou serviços simultaneamente.
Confiabilidade: As subestações móveis são unidades testadas em fábrica e prontas para conexão, garantindo fornecimento de energia de alta qualidade e alto desempenho. Estão equipadas com equipamentos de última geração e sistemas avançados de controle, proteção e comunicação que permitem monitoramento e controle local e remoto. Também possuem sistemas de backup e recursos de redundância que aumentam sua disponibilidade e resistência.
Economia: As subestações móveis são soluções econômicas que economizam tempo e dinheiro para os clientes. Reduzem o capital de investimento (CAPEX) evitando custos de construção permanentes e de aquisição de terras. Também reduzem os custos operacionais (OPEX) minimizando os custos de manutenção e perdas de energia. Também podem gerar receita vendendo energia excedente à rede ou a outros clientes.
Aplicações das Subestações Móveis
As subestações móveis podem ser usadas para diversos fins em diferentes setores, tais como:
Soluções para concessionárias: As subestações móveis podem fornecer energia durante emergências ou interrupções programadas causadas por desastres naturais, acidentes, manutenção, atualizações ou expansões de subestações existentes. Elas também podem fornecer energia temporária durante períodos de demanda máxima ou eventos de desligamento de carga. Também podem apoiar a estabilidade e confiabilidade da rede fornecendo compensação de potência reativa, regulação de tensão, controle de frequência, etc.
Integração de energias renováveis: As subestações móveis podem facilitar a integração de fontes de energia renovável na rede, fornecendo pontos de interconexão para parques eólicos, plantas solares, usinas hidrelétricas, plantas de biomassa, etc. Elas também podem fornecer serviços de suporte à rede, como regulação de tensão, controle de frequência, melhoria da qualidade de energia, etc.
Rede inteligente e subestações urbanas: As subestações móveis podem apoiar o desenvolvimento de redes inteligentes, fornecendo geração distribuída, operação de microredes, gerenciamento de resposta à demanda, integração de armazenamento de energia, etc. Elas também podem fornecer soluções compactas e de baixo ruído para áreas urbanas onde o espaço é limitado e as preocupações ambientais são altas.
Eletrificação de data centers: As subestações móveis podem fornecer um fornecimento de energia confiável e seguro para data centers que exigem alta disponibilidade.
Sistemas de fornecimento de energia industrial: As subestações móveis podem fornecer um fornecimento de energia confiável e seguro para plantas industriais que exigem alta qualidade, disponibilidade e eficiência de energia. Elas também podem fornecer energia de backup ou compartilhamento de carga para processos críticos, como produção de óleo e gás, operações de mineração, plantas químicas, etc. Elas também podem apoiar projetos de eletrificação de plantas, desde estudos de viabilidade até inícios, fornecendo energia temporária durante as fases de construção ou comissionamento.
Energia de terra para navio: As subestações móveis podem fornecer energia verde para navios atracados em portos ou terminais, conectando-os à rede local ou a fontes de energia renovável. Isso pode reduzir as emissões e o ruído dos motores e geradores dos navios, melhorando a qualidade do ar e o ambiente para o porto e as comunidades próximas.
Tipos de Subestações Móveis
As subestações móveis podem ser classificadas em diferentes tipos com base no seu design, tamanho e recursos. Alguns dos tipos comuns são:
Subestações móveis compactas e modulares: São subestações móveis que têm um design compacto e modular, o que permite fácil mobilidade e rápida realocação sem a necessidade de permissões de transporte especiais. Elas são montadas em reboques ou plataformas que podem ser rebocadas por caminhões ou outros veículos. Também podem ser giradas ou reposicionadas para alinhar-se com as linhas de energia existentes ou equipamentos. São adequadas para aplicações que exigem alta flexibilidade e implantações rápidas, como serviço de emergência, novo serviço ou serviço temporário.
Subestações montadas em plataforma: São subestações móveis que têm um design montado em plataforma, o que permite implantação rápida e fácil, minimizando as obras civis, bem como os esforços de instalação e comissionamento no local. Elas são montadas em plataformas que podem ser levantadas por guindastes ou empilhadeiras e colocadas em uma superfície plana. São adequadas para aplicações que exigem alta confiabilidade e baixa manutenção, como sistemas de fornecimento de energia industrial, integração de energias renováveis ou subestações inteligentes e urbanas.
Subestações containerizadas: São subestações móveis que têm um design containerizado, o que proporciona abrigo e proteção para os componentes e acessórios. Elas são montadas em contêineres que podem ser transportados por estrada, ferrovia, mar ou ar. São adequadas para aplicações que exigem alta durabilidade e resistência em condições ambientais desafiadoras, como temperaturas extremas, umidade, poluição, etc.
Subestações montadas em vagão ferroviário: São subestações móveis que têm um design de vagão ferroviário, o que permite que sejam transportadas por ferrovias. Elas são montadas em vagões ferroviários que podem ser acoplados a locomotivas ou outros vagões ferroviários. São adequadas para aplicações que exigem alta mobilidade e acessibilidade em áreas remotas ou terrenos difíceis.
Considerações de Design de Subestações Móveis
As subestações móveis devem atender a várias considerações de design para garantir sua funcionalidade, desempenho, segurança e compatibilidade ambiental. Algumas das principais considerações de design são:
Transformador: O transformador é o componente principal de uma subestação móvel que converte alta tensão em baixa tensão ou vice-versa. O transformador deve ser projetado para otimizar seu tamanho e peso para transportabilidade e parâmetros elétricos necessários. O transformador deve ter um sistema de isolamento híbrido Nomex para maiores taxas (>20 MVA) ou um sistema de isolamento de celulose para menores taxas (<20 MVA). O transformador deve ter alta impedância (até 30%) para reduzir seu tamanho e peso, mas isso pode afetar sua regulagem de tensão e perdas. O transformador deve ter um nível de ruído baixo (<65 dB) para cumprir padrões ambientais. O transformador deve ter múltiplas tensões (até 5) para fornecer flexibilidade e versatilidade para diferentes aplicações. O transformador deve ter chaves desenergizadas externas para reconexão estrela-delta.
Sistema de resfriamento: O sistema de resfriamento é o componente de uma subestação móvel que regula a temperatura do transformador e previne o superaquecimento. O sistema de resfriamento deve ser projetado para dissipar o calor produzido pelas perdas de carga e perdas de resfriamento auxiliar do transformador. O sistema de resfriamento deve ter um sistema de resfriamento de alumínio para redução de peso. O sistema de resfriamento deve ter um sistema de resfriamento forçado a ar (ONAF) ou um sistema de resfriamento forçado a óleo e ar (OFAF) para maiores taxas (>20 MVA) ou um sistema de resfriamento natural a ar (ONAN) ou um sistema de resfriamento natural a óleo e ar (ONAN) para menores taxas (<20 MVA).
Disjuntor de alta tensão: O disjuntor de alta tensão é o componente de uma subestação móvel que controla e protege o circuito de alta tensão e conecta a subestação móvel à linha de transmissão ou ao gerador. O disjuntor de alta tensão deve ser projetado para cumprir a classe de tensão (até 420 kV) e a interrupção.
Disjuntor de baixa tensão: O disjuntor de baixa tensão é o componente de uma subestação móvel que controla e protege o circuito de baixa tensão e distribui a energia à carga ou à rede. O disjuntor de baixa tensão deve ser projetado para cumprir a classe de tensão (até 1 kV) e a taxa de corrente (até 2000 A) da aplicação. O disjuntor de baixa tensão deve ter vários componentes, como disjuntores de baixa tensão, disjuntores diferencial de corrente de fuga, fusíveis HRC, isoladores elétricos, disjuntores de ar (ACB), disjuntores de caixa moldada (MCCB) e disjuntores miniatura (MCB). O disjuntor de baixa tensão deve ter diferentes montagens, como chassis, trilho DIN, painel ou rack 19″. O disjuntor de baixa tensão deve ter diferentes invólucros, como aberto, fechado ou IP-rated.
Sistema de medição: O sistema de medição é o componente de uma subestação móvel que mede e registra os parâmetros elétricos do fluxo de energia, como tensão, corrente, potência, frequência, etc. O sistema de medição deve ser projetado para fornecer dados precisos e confiáveis para fins de monitoramento e faturamento. O sistema de medição deve ter diferentes tipos de medidores, como analógicos, digitais, inteligentes, etc. O sistema de medição deve ter diferentes modos de comunicação, como fio ou sem fio, local ou remoto, etc.
Sistema de relé de proteção: O sistema de relé de proteção é o componente de uma subestação móvel que detecta e isola falhas e previne danos ao equipamento e à equipe. O sistema de relé de proteção deve ser projetado para fornecer disparo rápido e seletivo do circuito ou equipamento defeituoso. O sistema de relé de proteção deve ter diferentes tipos de relés, como relés eletromecânicos, relés de estado sólido, relés baseados em microprocessador, etc. O sistema de relé de proteção deve ter diferentes funções de proteção, como proteção contra sobrecorrente, proteção contra sobretensão, proteção diferencial, proteção de distância, etc.
Sistema de alimentação auxiliar AC e DC: O sistema de alimentação auxiliar AC e DC é o componente de uma subestação móvel que fornece energia para a operação da subestação móvel e seus acessórios, como luzes, ventiladores, bombas, etc. O sistema de alimentação auxiliar AC e DC deve ser projetado para fornecer energia estável e suficiente para a carga necessária. O sistema de alimentação auxiliar AC e DC deve ter diferentes fontes, como baterias, geradores, conversores, inversores, etc. O sistema de alimentação auxiliar AC e DC deve ter diferentes tensões e frequências, dependendo da aplicação.
Sistema de proteção contra surtos: O sistema de proteção contra surtos é o componente de uma subestação móvel que protege a subestação móvel contra desc
