Uma unidade de medição externa geralmente consiste em transformadores de instrumentos combinados, um medidor de energia, um gabinete de medição, para-raios, fiação secundária e módulos de comunicação. A seleção não deve ser baseada apenas na classe de precisão e no preço. Deve ser avaliada de forma abrangente a partir de sete aspectos: finalidade da medição, parâmetros do sistema, características da carga, ambiente de isolamento, carga secundária, estabilidade dinâmica e térmica, e comunicação e O&M.
Unidade de medição montada em poste
1. Confirmar a Finalidade do Ponto de Medição
| Tipo de Ponto de Medição |
Configuração Recomendada |
Observações |
| Linha de interligação / Liquidação comercial |
TC 0.2S, TP 0.2 |
Requisitos de erro mais rigorosos; documentação completa de aceitação necessária |
| Medição de conexão à rede |
TC 0.2S, TP 0.2 |
Medição bidirecional e energia reativa de quatro quadrantes necessárias |
| Avaliação de alimentador |
TC 0.2S/0.5S, TP 0.2/0.5 |
Equilíbrio entre precisão e custo |
| Monitoramento interno |
TC 0.5, TP 0.5 |
Adequado para serviço de estação e estatísticas de carga |
| Geração distribuída |
TC 0.2S, TP 0.2 |
Deve acomodar fluxo de potência reverso e condições de baixa carga |
Para faturamento de energia, liquidação de conexão à rede ou avaliação de linha de interligação, o transformador de corrente deve ser preferencialmente classe 0.2S, e o transformador de tensão deve ser preferencialmente classe 0.2.
Um transformador de corrente convencional de classe 0.2 pode apresentar erros maiores em condições de baixa carga. Um transformador de corrente de classe 0.2S mantém uma precisão mais estável em uma ampla faixa de carga, cobrindo tipicamente condições de baixa carga até 120% da corrente nominal. A faixa exata deve estar sujeita às normas aplicáveis e à placa de identificação do equipamento.
2. Verificar a Tensão do Sistema, Frequência e Método de Conexão
A unidade de medição externa deve corresponder aos parâmetros do sistema:
- Tensão nominal: As tensões nominais comuns incluem 6 kV, 10 kV, 24 kV e 35 kV. A seleção deve ser baseada na tensão máxima de operação do sistema.
- Frequência nominal: 50 Hz é comum na China; para projetos de exportação ou no exterior, 50 Hz ou 60 Hz devem ser confirmados.
- Método de conexão: A conexão V/V é comumente usada para sistemas trifásicos de três fios. Para sistemas trifásicos de quatro fios ou onde o monitoramento de tensão de sequência zero é necessário, deve-se usar a conexão Y/Y0 ou um enrolamento adicional em delta aberto.
- Fluxo de potência bidirecional: Para aplicações de conexão à rede de energia fotovoltaica, armazenamento de energia e pequenas hidrelétricas, o medidor de energia deve suportar energia ativa direta/reversa, energia reativa de quatro quadrantes e medição por faixas horárias.
3. Selecionar o Tipo de Instalação
| Tipo |
Aplicação |
Principais Considerações |
| Unidade de medição montada em poste |
Linhas aéreas de 10 kV, pequenas estações |
Ocupa pouco espaço, mas a manutenção aérea é inconveniente |
| Gabinete de medição de piso |
Subestações, subestações tipo cabine, pontos de interligação |
Manutenção fácil; a fundação e a proteção anti-condensação devem ser verificadas |
| Transformador de instrumentos combinado tipo gabinete |
Quadros de manobra, subestações pré-fabricadas |
Estrutura compacta; a carga secundária e a dissipação de calor devem ser verificadas |
| TC eletrônico / Bobina de Rogowski |
Cargas de impacto, altos níveis de harmônicos, ampla faixa dinâmica |
Melhor resposta dinâmica; a viabilidade de aceitação do projeto deve ser confirmada com antecedência |
Os equipamentos ao ar livre ficam expostos ao ambiente por longos períodos. Deve-se prestar especial atenção à vedação das caixas de terminais secundários, ao grau de proteção IP do invólucro e ao design à prova de chuva e anti-condensação. A entrada de água da chuva e condensação diurna e noturna nos terminais secundários é uma causa comum de degradação do isolamento e anormalidades de medição.
4. Verificação do Isolamento e Adaptabilidade Ambiental
As unidades de medição ao ar livre devem ser selecionadas de acordo com as condições do local e não devem ser tratadas como produtos para uso interno.
Os seguintes itens devem ser confirmados:
- Faixa de temperatura ambiente;
- Altitude: para instalações acima de 1.000 m, o isolamento, a elevação de temperatura e a distância de fuga devem ser corrigidos de acordo com a IEC 61869, GB/T e outras normas aplicáveis;
- Nível de poluição: áreas costeiras, de névoa salina, industriais e de poeira pesada requerem designs resistentes à poluição e aumento da distância de fuga;
- Material de isolamento: estruturas moldadas em resina epóxi ou borracha de silicone de grau externo são preferíveis;
- Grau de proteção IP: armários de medição, caixas de terminais e entradas de cabos devem atender aos requisitos à prova de chuva e poeira;
- Material do invólucro: aço inoxidável, aço galvanizado a quente ou liga de alumínio resistente às intempéries são preferíveis.
5. Seleção de Transformadores de Corrente
- Classe de exatidão: A classe 0,2S é preferível para liquidação comercial, medição de linhas de interligação e conexão à rede; a classe 0,5 pode ser usada para monitoramento interno.
- Relação de transformação: A corrente nominal primária deve ser maior que a corrente máxima de operação contínua, e a corrente normal de operação deve, preferencialmente, estar dentro da faixa ótima da corrente nominal.
- Corrente secundária: 5 A ou 1 A são comumente usados. Para cabos secundários longos, a carga secundária deve ser verificada primeiro, e 1 A pode ser selecionado quando necessário.
- Carga secundária nominal: A carga real inclui o medidor de energia, o terminal de aquisição de dados, a bloco de terminais e a impedância do cabo, e não deve exceder a carga nominal do TC.
- Estabilidade dinâmica e térmica: A corrente térmica de curta duração e a corrente de estabilidade dinâmica devem ser verificadas em relação à capacidade de curto-circuito do sistema.
- Enrolamentos separados: O enrolamento de medição deve ser separado dos enrolamentos de proteção e medição para evitar que as operações de proteção afetem a medição.
- Medição bidirecional: Para aplicações de conexão à rede, deve ser confirmado que o TC mantém sua exatidão sob fluxo de potência reverso.
6. Seleção de Transformadores de Tensão
- Classe de exatidão: A classe 0,2 é preferível para medição de linhas de interligação; a classe 0,5 pode ser usada para monitoramento sem liquidação.
- Tensão secundária nominal: Os valores comuns incluem 100 V, 100/√3 V, 110 V, 115 V e 120 V, e devem corresponder ao medidor de energia, aos requisitos da concessionária local e às normas do projeto.
- Carga secundária: A carga real não deve exceder a saída nominal do TP.
- Fator de tensão: O fator de tensão contínua e a capacidade de sobretensão de curta duração devem ser confirmados.
- Ferroressonância: Para sistemas com neutro isolado ou aterrados por bobina de extinção, o risco de ferroressonância deve ser avaliado e medidas de supressão devem ser fornecidas.
- Proteção secundária: O circuito secundário do TP não deve ser curto-circuitado. Devem ser fornecidos fusíveis, disjuntores em miniatura ou terminais de teste.
7. Configuração do Medidor de Energia e Comunicação
O medidor de energia deve corresponder à classe de exatidão do transformador de instrumentos, ao método de conexão e às regras de liquidação:
- Exatidão de energia ativa: classe 0,2S ou 0,5S;
- Exatidão de energia reativa: tipicamente classe 2,0;
- Suporte para energia ativa direta/reversa e energia reativa de quatro quadrantes;
- Suporte para tarifa horária, demanda máxima, perda de tensão, perda de corrente, perda de fase, sequência de fase reversa e registro de eventos de abertura da tampa;
- As interfaces de comunicação devem atender aos requisitos de leitura remota de medidores e O&M, como RS485, 4G e Ethernet; para projetos no exterior, DLMS/COSEM, Modbus, IEC 61850 ou outros protocolos podem ser selecionados conforme necessário, sujeitos aos documentos de licitação do projeto, especificações do proprietário e requisitos da concessionária local;
- Devem ser fornecidas funções de criptografia de dados, selagem e à prova de violação.
Se o ponto de medição participar de negociação no mercado de energia, liquidação spot ou avaliação de conexão de energia renovável à rede, o medidor de energia também deve suportar aquisição de dados de alta frequência, registros com carimbo de tempo e rastreabilidade de dados.
8. Circuitos Secundários e Aceitação da Instalação
Os seguintes itens devem ser verificados durante a instalação e comissionamento:
- O circuito secundário do TC não deve ser aberto; o circuito secundário do TP não deve ser curto-circuitado;
- A seção transversal do cabo secundário deve ser verificada com base na queda de tensão e na carga;
- Terminais de teste ou blocos de conexão conjunta devem ser fornecidos nos circuitos de medição para facilitar testes em tensão e verificação periódica;
- A sequência de fases deve estar correta, sendo preferível a conexão em sequência de fases positiva;
- Para-raios do nível de tensão correspondente devem ser instalados no lado de entrada de alta tensão;
- Selos, medidas anti-violação e proteção anti-abertura devem ser confirmados antes da aceitação.
Após o comissionamento, a verificação periódica deve ser realizada de acordo com os regulamentos locais de medição e procedimentos de verificação. O intervalo de verificação deve seguir os requisitos da concessionária, autoridade de metrologia ou localização do projeto.
9. Lista de Verificação Recomendada de Documentação para Aceitação
Durante a aquisição ou aceitação, os seguintes itens devem ser verificados:
- Tensão do sistema, frequência e método de aterramento;
- Categoria do ponto de medição e requisitos de exatidão;
- Método de instalação e condições ambientais;
- Classe de exatidão do TC, relação de transformação, corrente secundária, carga nominal e estabilidade dinâmica/térmica;
- Classe de exatidão do TP, tensão nominal, carga secundária, fator de tensão e medidas de supressão de ressonância;
- Funções do medidor de energia, protocolo de comunicação, anti-violação e registro de eventos;
- Nível de isolamento, nível de poluição, distância de fuga e grau de proteção IP;
- Material do invólucro, estrutura de vedação, anti-condensação e resistência aos raios UV;
- Queda de tensão do circuito secundário, método de fiação e configuração do terminal de teste;
- Relatórios de ensaios de tipo, relatórios de ensaios de fábrica, certificados de verificação metrológica ou relatórios de calibração de exatidão e dados de ensaios de isolamento; dados de ensaios de descarga parcial devem ser geralmente fornecidos para transformadores de instrumentos com isolamento sólido de 35 kV e acima, enquanto para 10 kV e abaixo os requisitos devem seguir as especificações do projeto ou regras locais de aceitação; confirmação da independência do enrolamento de medição.
Editado de:Garca
Login
