Sistema de Barramento Elétrico e Layout de Subestação Elétrica
Existem muitos diferentes esquemas de sistema de barramento elétrico, mas a seleção de um esquema particular depende do voltagem, posição da subestação no sistema de energia elétrica, flexibilidade necessária no sistema e custo a ser gasto.
Principais Critérios a Serem Considerados Durante a Seleção de um Esquema Particular de Arranjo de Barramento
Simplicidade do sistema.
Manutenção fácil dos diferentes equipamentos.
Minimização da interrupção durante a manutenção.
Provisão futura de extensão com o crescimento da demanda.
Otimização da seleção do esquema de arranjo de barramento para que ele proporcione o máximo retorno do sistema.
Alguns arranjos de barramento muito comumente usados são discutidos abaixo-
Sistema de Barramento Único
Sistema de Barramento Único é o mais simples e barato. Neste esquema, todos os alimentadores e baías de transformador estão conectados a apenas um único barramento, como mostrado.
Vantagens do Sistema de Barramento Único
Este é muito simples em design.
Este é um esquema muito econômico.
Este é muito conveniente de operar.
Desvantagens do Sistema de Barramento Único
Uma, mas a principal dificuldade deste tipo de arranjo é que, a manutenção do equipamento de qualquer baía não pode ser possível sem interromper o alimentador ou transformador conectado a essa baía.
Os painéis de comutação internos de 11 kV têm frequentemente um arranjo de barramento único.
Sistema de Barramento Único com Seccionador de Barramento
Algumas vantagens são realizadas se um barramento único for seccionado com disjuntor. Se houver mais de uma entrada e as fontes de entrada e alimentadores de saída forem distribuídos uniformemente nas seções, conforme mostrado na figura, a interrupção do sistema pode ser reduzida a um grau razoável.
Vantagens do Sistema de Barramento Único com Seccionador de Barramento
Se alguma das fontes estiver fora do sistema, ainda assim todas as cargas podem ser alimentadas ligando o disjuntor seccional ou o disjuntor de acoplamento de barramento. Se uma seção do sistema de barramento estiver em manutenção, parte da carga da subestação pode ser alimentada energizando a outra seção do barramento.
Desvantagens do Sistema de Barramento Único com Seccionador de Barramento
Como no caso de um sistema de barramento único, a manutenção do equipamento de qualquer baía não pode ser possível sem interromper o alimentador ou transformador conectado a essa baía.
O uso de isoladores para seccionamento de barramento não cumpre o propósito. Os isoladores devem ser operados 'fora de circuito' e isso não é possível sem a interrupção total do barramento. Portanto, é necessário investir em um disjuntor de acoplamento de barramento.
Sistema de Duplo Barramento
No sistema de duplo barramento, dois barramentos idênticos são usados de tal forma que qualquer alimentador de saída ou entrada pode ser retirado de qualquer barramento.
Na verdade, cada alimentador está conectado a ambos os barramentos em paralelo através de isoladores individuais, conforme mostrado na figura.
Ao fechar qualquer um dos isoladores, pode-se colocar o alimentador no barramento associado. Ambos os barramentos são energizados, e os alimentadores totais são divididos em dois grupos, um grupo é alimentado por um barramento e o outro pelo outro barramento. Mas qualquer alimentador em qualquer momento pode ser transferido de um barramento para o outro. Existe um disjuntor de acoplamento de barramento que deve ser mantido fechado durante a operação de transferência de barramento. Para a operação de transferência, primeiro deve-se fechar o disjuntor de acoplamento de barramento, então fechar o isolador associado ao barramento para onde o alimentador será transferido e, em seguida, abrir o isolador associado ao barramento de onde o alimentador é transferido. Finalmente, após esta operação de transferência, deve-se abrir o disjuntor de acoplamento de barramento.
Vantagens do Sistema de Duplo Barramento
Arranjo de Duplo Barramento aumenta a flexibilidade do sistema.
Desvantagens do Sistema de Duplo Barramento
O arranjo não permite a manutenção do disjuntor sem interrupção.
Sistema de Duplo Disjuntor de Barramento
No sistema de duplo disjuntor de barramento, dois barramentos idênticos são usados de tal forma que qualquer alimentador de saída ou entrada pode ser retirado de qualquer barramento, similar ao sistema de duplo barramento. A única diferença é que aqui cada alimentador está conectado a ambos os barramentos em paralelo através de disjuntores individuais, em vez de apenas isoladores, conforme mostrado na figura. Ao fechar qualquer um dos disjuntores e seus isoladores associados, pode-se colocar o alimentador no barramento respectivo. Ambos os barramentos são energizados, e os alimentadores totais são divididos em dois grupos, um grupo é alimentado por um barramento e o outro pelo outro barramento, similar ao caso anterior. Mas qualquer alimentador em qualquer momento pode ser transferido de um barramento para o outro. Não há necessidade de acoplador de barramento, pois a operação é feita por disjuntores em vez de isoladores. Para a operação de transferência, deve-se primeiro fechar os isoladores e, em seguida, o disjuntor associado ao barramento para onde o alimentador será transferido, e, em seguida, abrir o disjuntor e, em seguida, os isoladores associados ao barramento de onde o alimentador é transferido.
Sistema de Barramento com Um e Meio Disjuntor
Esta é uma melhoria no esquema de duplo disjuntor para economizar no número de disjuntores. Para cada dois circuitos, é fornecido apenas um disjuntor de reserva. A proteção, no entanto, é complicada, pois deve associar o disjuntor central ao alimentador cujo próprio disjuntor foi removido para manutenção. Devido aos motivos dados sob o esquema de duplo disjuntor e devido aos custos proibitivos de equipamentos, mesmo este esquema não é muito popular. Como mostrado na figura, é um design simples, dois alimentadores são alimentados por dois barramentos diferentes através de seus disjuntores associados, e esses dois alimentadores são acoplados por um terceiro disjuntor chamado disjuntor de ligação. Normalmente, todos os três disjuntores estão fechados, e a energia é alimentada para ambos os circuitos a partir de dois barramentos que são operados em paralelo. O disjuntor de ligação atua como acoplador para os dois circuitos de alimentador. Durante a falha de qualquer disjuntor de alimentador, a energia é alimentada através do disjuntor do segundo alimentador e do disjuntor de ligação, portanto, cada disjuntor de alimentador tem que ser dimensionado para alimentar ambos os alimentadores, acoplados pelo disjuntor de ligação.
Vantagens do Sistema de Barramento com Um e Meio Disjuntor
Durante qualquer falha em qualquer um dos barramentos, esse barramento com falha será limpo imediatamente sem interromper nenhum alimentador no sistema, já que todos os alimentadores continuarão a ser alimentados pelo outro barramento saudável.
Desvantagens do Sistema de Barramento com Um e Meio Disjuntor
Este esquema é muito caro devido ao investimento no terceiro disjuntor.
