Inteligente, Compacto e Confiável: Inovações em design de comutadores e subestações

May 29, 2023

Os projetos novos e emergentes de comutadores estão se concentrando na digitalização das operações e na redução do espaço ocupado pelas subestações. Um dos principais desafios enfrentados pelas concessionárias de transmissão e distribuição na expansão da rede são as restrições de direito de passagem (RoW). Para resolver esse problema, as concessionárias estão adotando cada vez mais novas soluções tecnológicas. Aparelhagem isolada a gás (GIS) está sendo cada vez mais adotada pelas concessionárias, pois requer significativamente menos área em relação à aparelhagem isolada a ar (AIS). As subestações híbridas, que combinam GIS e AIS, também oferecem soluções potenciais para minimizar os requisitos de espaço. Além disso, o uso de comutadores digitais, inteligentes e inteligentes compactos, flexíveis e confiáveis ​​está ganhando força. Com o suporte da internet das coisas (IoT), os painéis digitais permitem o processamento de dados que podem ser usados ​​para detectar erros e mau funcionamento com antecedência, evitando falhas no sistema e minimizando perdas e custos de energia.

SIG: O GIS é essencialmente compacto e encapsulado em metal, consistindo em equipamentos de alta tensão (HV), como disjuntores e seccionadores. Nas subestações GIS, todos os componentes, incluindo barramentos, disjuntores, transformadores de corrente e transformadores de potencial e outros equipamentos da subestação, são colocados dentro de módulos preenchidos com gás hexafluoreto de enxofre SF6. Tradicionalmente, o GIS usa SF6 como meio de isolamento.

A implantação de subestações GIS está ganhando destaque nos segmentos de transmissão e distribuição de energia da Índia, a fim de lidar com as restrições de espaço com eficiência. As subestações GIS requerem aproximadamente 35% menos espaço do que as subestações AIS, resultando em menores custos de manutenção e frequência de interrupções. Embora o custo inicial das subestações GIS seja cerca de 50% maior do que o de suas contrapartes AIS, os custos gerais de capital são comparáveis.

O GIS é uma alternativa atraente para áreas densamente povoadas, com alta confiabilidade, requisitos de manutenção reduzidos e menor impacto ambiental. As subestações GIS podem ser implantadas em ambientes internos ou externos. Eles são confiáveis ​​para serviço de média e baixa tensão e são particularmente úteis para locais industriais, hospitais e sociedades habitacionais onde o espaço é limitado. Além disso, devido ao tamanho menor das subestações GIS, elas são adequadas para áreas ecologicamente sensíveis, pois minimizam a pegada ambiental. No entanto, uma das preocupações com a crescente implantação de GIS é o uso extensivo de SF6 como meio isolante e de extinção de arco. O SF6 foi classificado como um gás de efeito estufa e é altamente potente em termos de aquecimento global.

Aparelhagem com isolamento sólido: Em painéis com isolamento sólido (SIS), o circuito principal de MT é geralmente encapsulado em materiais isolantes (como resina epóxi). Fundamentalmente, não há diferença no comportamento de SIS e AIS. Também não há partes vivas visíveis ao longo do circuito principal. No entanto, a questão da variação do campo elétrico surge em condições ambientais adversas. Shielded SIS (2 SIS) é uma tecnologia mais avançada com três camadas concêntricas: uma parte energizada (condutor principal, inserto e ampola a vácuo, que está permanentemente conectada à rede e está sujeita a variações de tensão), uma camada isolante que garante o isolamento em todas as condições de operação e uma camada condutora que garante a continuidade elétrica e uma conexão de aterramento eficaz. A tecnologia 2SIS oferece várias vantagens, como ausência de envelhecimento da infraestrutura, ausência de falhas trifásicas ou bifásicas e ausência de efeitos de arco interno.

Aparelhagem híbrida: As concessionárias estão adotando cada vez mais equipamentos de comutação híbridos, que combinam os componentes das tecnologias AIS e SF6 GIS. O design compacto e modular é particularmente útil para subestações que requerem renovação e extensão e atualmente usam painéis AIS. O painel híbrido é especialmente benéfico em áreas onde o terreno é caro ou limitado. Em uma subestação híbrida, os barramentos são isolados a ar e todos os outros equipamentos, como disjuntores, buchas, dutos de barramento, elementos de conexão, seccionadores, transformadores de corrente e sensores, são isolados a gás. As subestações híbridas são caracterizadas por um design modular compacto, que combina uma variedade de funções em um módulo. O custo inicial das subestações híbridas é aproximadamente 20% maior que o do AIS, e essas subestações requerem uma quantidade moderada de terreno.