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Subestações de energia: o que são e quais seus benefícios?

subestações de energia

Diversas usinas que constituem o chamado Sistema Interligado Nacional (SIN) geram energia, que precisa ser transmitida e distribuída pelas cidades. Esse processo envolve as subestações de energia, as quais realizam funções específicas no sistema elétrico.

O que são subestações de energia?

As subestações de energia são componentes elétricos de alta potência, contando com certos equipamentos para proteger e controlar o fluxo energético na transmissão e distribuição da energia elétrica.

Tais instalações elétricas possuem como uma de suas funções transformar o nível de tensão de acordo com a situação. Por exemplo, as subestações conectadas entre as etapas de geração e transmissão tem a função de elevar os níveis de tensão, já entre as etapas de transmissão e distribuição tem a função oposta, como será visto adiante.

Tipos de subestações

Desse modo, as subestações de energia podem ser de diferentes tipos dependendo do objetivo (aumentar ou diminuir a tensão fornecida). Elas são classificadas da seguinte maneira:

Subestações de energia elevatórias:

Essa instalação localiza-se perto de usinas geradoras e nela temos um aumento da tensão para comercializar a energia de modo econômico.

Essa economia ocorre pela diminuição do efeito Joule, que é a perda de energia através de calor quando os fios de transmissão esquentam pela passagem de corrente elétrica.

Quando aumentamos a tensão, para mantermos a potência do sistema constante, devemos diminuir a corrente elétrica e, com isso, o efeito Joule também diminui.

Subestações de energia de distribuidoras:

São aquelas localizadas nos próprios centros urbanos. São elas que entregam a energia para as redes de distribuição, ou seja, são responsáveis pelo rebaixamento do nível de tensão a valores caracterizados como média tensão (entre 2,3 kV e 44 kV).

Além disso, esse sistema possui equipamentos que integram o sistema. Alguns exemplos são o transformador, o qual alimenta as redes de baixa tensão, os seccionadores, que isolam os trechos da transmissão com problemas, os disjuntores e os equipamentos de mediação e proteção contra raios ou curtos-circuitos, os quais garantem a segurança dos consumidores da energia elétrica.

Subestações de energia rebaixadoras:

Nesse tipos de subestação temos a distribuição de energia na cidade para a população. Para isso é necessário baixar ainda mais a tensão (110 a 440 V), que é a tensão utilizada pela maioria dos aparelhos eletrodomésticos.

Subestações de energia de consumidores:

Grandes consumidores, pela demanda alta, precisam receber energia em média tensão, diretamente das estações de subtransmissão ou da rede da concessionária local (como, no caso de Santa Catarina, a CELESC).

Levando isso em conta, esses clientes devem ter suas próprias subestações transformadoras para baixar a tensão. Dessa forma, máquinas e equipamentos industriais, hospitalares ou comerciais utilizam esse tipo de subestação.

Tipos de instalações

As subestações de energia precisam ser instaladas de acordo com as condições em que o projeto será inserido. Assim, situações climáticas, espaço destinado à instalação, potência necessária e outros fatores podem definir se a instalação deve ser em ambientes externos ou internos.

Externa:

Essa é uma escolha vantajosa para ambientes com poucas variações de tempo ou pouco vento e poluição, pois tal instalação deixa os equipamentos expostos ao ar livre. Com isso, é essencial utilizar componentes que estão preparados para tais condições adversas.

Além disso, esse tipo de instalação é menos especializada, já que não necessita de uma mão de obra mais qualificada. Porém, a manutenção nessa subestação precisa ser feita mais frequentemente.

Nessa categoria, temos a chamada instalação externa térrea, em que se utiliza o solo de concreto para colocar os transformadores, juntamente com os componentes de proteção. Ademais, podemos colocar esses equipamentos em áreas mais elevadas (aéreas), como postes.

Interna:

Também conhecida como subestações abrigadas, essas não têm grande necessidade de proteção contra ações climáticas, já que estão em um ambiente fechado, o que resulta numa fácil manutenção/montagem e, também, custo menor. Porém, uma mão de obra mais qualificada é necessária. Podemos encontrar nesse tipo:

Cabines metálicas, que são muito utilizadas em empresas e industrias, já que são ótimas opções para pequenos espaços, compactando, assim, as subestações em invólucros metálicos.

Além disso, podem ser instaladas em abrigos metálicos em edificações.

Internas de alvenaria, em que é mais comum para empreendimentos comerciais, hospitais e condomínios residenciais.

Essa subestação costuma ser instalada em abrigos divididos em compartimentos denominados “postos” ou “cabines” de medição, proteção e transformação. Em que cada cabine tem sua responsabilidade, como a de proteção, a qual possui chaves seccionadoras, fusíveis ou disjuntores para garantir a segurança da instalação.

Além desses tipos de subestações internas, temos as subterrâneas ou semienterradas, em que possuem módulos compactos instalados em câmaras subterrâneas, acessadas por tampas metálicas na parte superior.

Esse modelo presenta uma ótima alternativa para falta de espaço. Porém, leva consigo uma série de restrições e cuidados que devem ser cuidados de acordo com as normas, como sistemas de drenagem e impermeabilização.

Projetos de subestação

Para se certificar que o seu negócio precisa de uma subestação de energia, temos que realizar um projeto para que fique claro a necessidade de tal empreendimento.

Nessa vistoria, precisamos levar em conta o espaço disponível, as condições do local, o dimensionamento de acordo com a demanda energética, a concessionária, o material da execução.

Além disso, terá que ser empregada adequações as normas de segurança, respeitando os limites de cada projeto.

Um acidente com voltagens altas, como são empregadas nas subestações, pode ser fatal para trabalhadores. Além de causar graves acidentes com prejuízos patrimoniais e financeiros.

Com isso, o projeto deverá ser submetido à aprovação da concessionária que atua na região, respeitando as regras estabelecidas por cada uma.

Papel das manutenções

Numa subestação, o fornecimento continuo de energia é necessário. Por isso, faz-se essencial o cuidado para que falhas não ocorram, ocasionando interrupções no sistema como um todo.

Um plano de manutenção, levando em conta ações preventivas, preditivas e corretivas, é fundamental para evitar manutenções apenas de caráter emergencial. Assim, um suporte técnico e revisões de pelo menos uma vez ao ano, são altamente recomendadas.

Benefícios

As subestações ajudam a evitar a perda de energia, pois com o aumento de tensão passa menos corrente pelos condutores. Estas perdas acabam sendo pagas pelo consumidor final, diluída em sua conta de energia, por isto esse processo é de grande importância.

Com isso, melhora-se a sua qualidade, aproveitando melhor os equipamentos, como geradores, transformadores, cabos e etc. Além de ter um aumento do rendimento dos motores e eficiência do sistema. O que compensa economicamente.

Em adição a tais benefícios, temos a proteção do sistema, com equipamentos que detectam falhas e isolam os respectivos trechos com problemas, mantendo o restante ativo por meio de um aparelho chamado seccionadora.

Outro ponto positivo é a possibilidade de impedir que falhas, como curtos circuitos, cheguem as nossas casas. Para isso utiliza-se fusíveis, disjuntores e relés de proteção, conectados pelos barramentos do sistema.

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