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CENTRAIS ELÉTRICAS DO NORTE DO BRASIL S.A - ELETRONORTE DIRETORIA DE PLANEJAMENTO E ENGENHARIA - DE SUPERINTENDÊNCIA DE PLANEJAMENTO DA EXPANSÃO - EPP GERÊNCIA DE PLANEJAMENTO DA EXPANSÃO DA TRANSMISSÃO EPPT 01 04/11/2011 Revisão das impedâncias dos transformadores existentes JFJ Revisão Data Descrição Resp. Emissão inicial: 07/10/11 SISTEMA NORTE / NORDESTE SUBESTAÇÃO SÃO LUIS II Ofício ANEEL Nº 057/2011 AUTOTRANSFORMADORES MONOFÁSICOS AT4 - 200 MVA (550/3) / (242/3) - 15 kV ESPECIFICAÇÃO BÁSICA : EB-EPPT - 1.049/11 Elaboração JFJ Aprovação MRQ Gerente Marinete da Rocha Quintanilha

CENTRAIS ELÉTRICAS DO NORTE DO BRASIL S.A - … · Os equipamentos auxiliares, tais como buchas, comutadores de derivações e outros, devem suportar sobrecargas correspondentes

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CENTRAIS ELÉTRICAS DO NORTE DO BRASIL S.A - ELETRONORTE

DIRETORIA DE PLANEJAMENTO E ENGENHARIA - DE

SUPERINTENDÊNCIA DE PLANEJAMENTO DA EXPANSÃO - EPP

GERÊNCIA DE PLANEJAMENTO DA EXPANSÃO DA TRANSMISSÃO – EPPT

01 04/11/2011 Revisão das impedâncias dos transformadores existentes JFJ

Revisão Data Descrição Resp.

Emissão inicial:

07/10/11 SISTEMA NORTE / NORDESTE

SUBESTAÇÃO SÃO LUIS II Ofício ANEEL Nº 057/2011

AUTOTRANSFORMADORES

MONOFÁSICOS

AT4 - 200 MVA – (550/3) / (242/3) - 15 kV

ESPECIFICAÇÃO BÁSICA

№ :

EB-EPPT - 1.049/11

Elaboração

JFJ

Aprovação

MRQ

Gerente

Marinete da Rocha

Quintanilha

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1. OBJETIVO

O presente documento tem por objetivo fornecer as características elétricas básicas a serem incluídas

na especificação do banco de autotransformador, a ser adquirido pela Eletrobras Eletronorte,

conforme solicitado no ofício ANEEL. Nº 057/2011.

2. LOCAL DE INSTALAÇÃO

Esta especificação básica aplica-se ao autotransformador monofásico (AT4) 550/3 / 230/3 – 13,8

kV - 200 MVA a ser instalado na SE São Luis II, do sistema Norte / Nordeste da Eletronorte

compondo, portanto, um banco de autotransformadores de 600 MVA.

3. CONFIGURAÇÃO DO SISTEMA

O banco de autotransformadores será instalado na SE São Luis II, em paralelo com os outros bancos

existentes. Os terciários (13,8 kV) destes bancos não foram concebidos para operar em paralelo.

4. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

4.1. TIPO

* Imerso em óleo mineral isolante, para instalação ao tempo.................................................. ( x )

* Transformador de potência................................................................................................... ( )

* Autotransformador de potência............................................................................................ ( x )

* Transformador regulador...................................................................................................... ( )

4.2. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS

4.2.1. Número de fases : .......................................................................................................... 1

4.2.2. Frequência nominal (Hz) : ............................................................................................ 60

4.2.3. Ligação dos enrolamentos e deslocamento angular : .......................................... YN,a0,d1

4.2.4. Método de resfriamento : ....................................................... ONAN / ONAF1 / ONAF2

4.2.5. Classe de temperatura dos enrolamentos pelo método da variação

da resistência (C): ......................................................................................................... 65

NOTA: utilizar papel termoestabilizado.

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* Temperatura limite do óleo para carregamento normal (C) ..................................... 105

* Temperatura limite do óleo para carregamento de

emergência de longa duração (C) ............................................................................... 110

* Temperatura limite do óleo para carregamento de

emergência de curta duração (C) ................................................................................ 110

* Temperatura limite do ponto mais quente do enrolamento

para carregamento normal (C) ......................................................................................120

* Temperatura limite do ponto mais quente do enrolamento para carregamento de

emergência de longa duração (C)..................................................................................130

* Temperatura limite do ponto mais quente do enrolamento para carregamento de

emergência de longa duração (C)..................................................................................140

O banco de autotransformadores deverá ser dimensionado para manter a transferência

nominal de potência AT-BT, sem exceder os limites de temperatura de projeto (classe

65ºC), enquanto a tensão do enrolamento AT variar entre 475 e 550 kV. A comprovação

do atendimento a esse requisito deverá ser por cálculo a partir dos resultados do ensaio de

elevação de temperatura.

* O banco deverá ser capaz de operar com a fase reserva atual, e com os demais bancos

existentes (AT1, AT2 e AT3).

4.2.6. Impedância de dispersão por fase, a 75 C, referida à potência de 200 MVA e tensões

nominais fase-neutro dos enrolamentos, considerando a média dos autotransformadores

monofásicos existentes, na subestação de São Luis II, conforme tabela abaixo

- AT/MT (%): ..............................................................................................…... 6,55

- AT/BT (%): ...................................................................................................... 52,28

- MT/BT (%): ...................................................................................................... 40,17

Em caráter informativo apresentamos os valores das impedâncias dos bancos de

autotransformadores que irão operar em paralelo:

Equip. Fabricante Nº. de Série Fase550 SQRT 3/230

SQRT 3 (%)

550 SQRT 3/13,8

SQRT 3 (%)

552 SQRT 3/230

SQRT 3 (%)Base

FASE

RESERVASP-18294 6,45 51,86 39,94

SP-18293 A 6,61 52,16 39,87

SP-18290 B 6,54 52,33 41,40

SP-18291 V 6,56 52,44 40,57

SP-18295 A 6,53 52,38 39,94

SP-18292 B 6,53 52,4 40,0

SP-18289 V 6,59 52,45 40,17

SP-21335 A 6,58 52,2 39,9

SP-21334 B 6,57 52,18 39,77

SP-21336 V 6,59 52,45 40,17

200 MVABBC

AT 1

Impedâncias dos enrolamentos dos autotransformadores 1, 2 e 3 existentes

AT 3

AT 2

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AT BT T

4.2.7. Potências nominais – ONAF2 (MVA) : ................................................ 200 200 45 (2)

4.2.8. Potências nominais – ONAF1 (MVA) ................................................. 160 160 36 (2)

4.2.9. Potências nominais - ONAN (MVA) : ................................................. 120 120 27 (2)

Foto da Placa do Transformador existente “AT2-Fase A”.

(2) - O enrolamento terciário será utilizado exclusivamente para estabilização, não sendo

permitida a aplicação de qualquer carga externa. Se possível, o fabricante por meio de estudo

das impedâncias (Xps,Xpt eXst) poderá limitar o nível de curto-circuito em 50 kA.

* O banco deverá ser capaz de operar com a fase reserva atual, e com os demais bancos

existentes (AT1, AT2 e AT3).

4.2.10. Tensão máxima do equipamento (kV eficaz) : ............................ (550/3) / (242/3) - 15

4.2.11. Relação de tensões nominais ( kV eficaz ) : ........................... (550/3) / (230/3) – 13,8

4.2.12. Faixa do comutador de derivações sem tensão,

referida à tensão nominal 550 kV (%) : ........................................................................ (**)

4.2.13. Faixa do comutador de derivações em carga, CDC,

referida à tensão nominal de 230 kV: .......................................................................... (**)

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(**) Conforme tabela abaixo em anexo. Este autotransformador deverá funcionar em paralelo

com outros autotransformadores existentes, cujos comutadores em carga, possuem as

características abaixo.

Características do comutador

Posição do

Comutador Seletor de Derivações

TENSÃO (kV)

550 230 13,8

1 17 550 196 13,8

2 16 550 199,1 13,8

3 15 550 202.2 13,8

4 14 550 205,4 13,8

5 13 550 208,5 13,8

6 12 550 211,7 13,8

7 11 550 214,8 13,8

8 10 550 218 13,8

9 9 550 221 13,8

10 8 550 224 13,8

11 7 550 227 13,8

12 6 550 230 13,8

13 5 550 233 13,8

14 4 550 236 13,8

15 3 550 239 13,8

16 2 550 242 13,8

17a 1 543 242 13,62

17b k 543 242 13,62

17c 1 543 242 13,62

18 2 536 242 13,45

19 3 530 242 13,3

20 4 523 242 13,12

21 5 517 242 12,97

22 6 511 242 12,82

23 7 505 242 12,67

24 8 500 242 12,55

25 9 494 242 12,39

26 10 488 242 12,24

27 11 482 242 12,09

28 12 476 242 11,94

29 13 471 242 11,82

30 14 466 242 11,69

31 15 461 242 11,57

32 16 456 242 11,44

33 17 450 242 11,3

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* Foto da placa da ATR1 “Fase V”:

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4.2.14. Níveis de isolamento para os enrolamentos terminal de linha :

AT BT T

* Tensão suportável nominal de impulso

atmosférico pleno ( kV crista ) : ........................................................1550 950 150

* Tensão suportável nominal de impulso

atmosférico cortado ( kV crista ) : ................................................... 1705 1045 165

* Tensão suportável nominal de impulso

de manobra ( kV crista ) : .............................................................. 1300 750 ---

* Tensão suportável nominal a frequência

industrial ( kV eficaz ) : ................................................................ 680 395 50

* Tensão induzida de longa duração ( kV eficaz ) : ............ (conforme norma NBR 5356)

4.2.15. Níveis de isolamento para os enrolamentos terminal de neutro :

AT BT T

* Tensão suportável nominal de impulso

atmosférico pleno ( kV crista ) : ........................................................ 110 110 ---

* Tensão suportável nominal a frequência

industrial ( kV eficaz ) : ..................................................................... 34 34 ---

4.2.16. Níveis de isolamento para as buchas de linha, conforme a NBR 5034:

AT BT T

* Tensão suportável nominal de impulso

atmosférico pleno ( kV crista ) : ..................................................... 1675 1050 150

* Tensão suportável nominal de impulso

de manobra ( kV crista ) : ............................................................. 1425 --- ---

* Tensão suportável nominal a frequência

industrial ( kV eficaz ) : .....................................................................790 460 60

4.2.17. Níveis de isolamento para as buchas de neutro, conforme a NBR 5034 :

AT BT T

* Tensão suportável nominal de impulso

atmosférico pleno ( kV crista ) : ....................................................... 150 150 ---

* Tensão suportável nominal a frequência

industrial ( kV eficaz ) : ..................................................................... 60 60 ---

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AT BT T

4.2.18. Distância de escoamento total .........

para 31 mm/kV fase-fase (mm)....................................... 17050 7502 465

4.3. REQUISITOS DE SOBRECARGA

4.3.1. Cargas máximas admissíveis

* Percentual da corrente nominal para carregamento normal (%) ............................. 130

* Percentual da corrente nominal para carregamento

em emergência de longa duração (%)......................................................................... 130

* Percentual da corrente nominal para carregamento

em emergência de curta duração (%)........................................................................... 140

Os equipamentos auxiliares, tais como buchas, comutadores de derivações e outros, devem

suportar sobrecargas correspondentes a até uma vez e meia a potência nominal do transformador.

4.4. REQUISITOS DE CURTO-CIRCUITO

O equipamento deverá ser capaz de suportar, sem avarias, os efeitos mecânicos e térmicos

provocados por correntes de curto-circuito, de acordo com a norma NBR 5356-5/2005,

considerando as contribuições e configurações:

AT BT T

* Nível de curto-circuito trifásico no terminal (MVA/kA): . 44000/50 16000/40 ---

* Nível de curto-circuito monofásico no terminal (MVA/kA):. 44000/50 16000/40 ---

* Unidades em paralelo : ................................................................................................. 04

4.5. CARACTERÍSTICAS DOS TRANSFORMADORES DE CORRENTE – TIPO BUCHA

A serem definidos pela área de engenharia – EETS

4.6. CURVA DE SATURAÇÃO

O joelho da curva de saturação deve estar no valor de 115% da tensão nominal de 550 kV, ou

acima deste. A reatância de núcleo de ar, Xac, deverá ser informada pelo fabricante.

* O banco deverá ser capaz de operar com a fase reserva atual, e com os demais bancos

existentes (AT1, AT2 e AT3).

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4.7. AVALIAÇÃO DE PERDAS

O valor médio das perdas totais, à tensão e freqüência nominais, deverá ser inferior a 0,3% da

potência nominal do autotransformador.

4.8. CARACTERÍSTICAS DE SUPORTABILIDADE A SOBRETENSÕES :

4.8.1. Transitórias e temporárias:

2,00 pu – 0,16 s (10 ciclos) 1,82 pu – 0,33 s (20 ciclos) 1,50 pu – 1,66 s (100 ciclos) 1,40 pu – 3,6 s 1,35 pu – 10 s 1,25 pu – 20 s 1,20 pu – 60 s 1,15 pu – 480 s 1,10 pu – continuamente

5. INFORMAÇÕES REQUERIDAS DO FABRICANTE :

* Impedância de todos os enrolamentos e em qualquer derivação .........................................(x)

* Curva de sobreexcitação ..................................................................................................... (x)

* Capacitâncias entre enrolamentos e entre cada enrolamento e a terra ............................... (x)

* Curva de saturação, levantada pelos métodos de corrente alternada ou contínua .............. (x)

* Perdas no cobre, à corrente nominal .................................................................................. (x)

* Perdas no ferro à tensão nominal e a 10 % de sobretensão ................................................ (x)

* O fabricante deverá informar o valor do Xac................... .................................................. (x)

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6. ANEXOS:

Anexo I:

Segue abaixo foto da placa dos bancos existentes na SE São Luis II:

Placa do AT1

Placa do AT2

Placa do AT3

Anexo II:

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Foto do ATR2 “Fase A”

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7. REFERÊNCIAS

7.1. Especificações básicas dos autotransformadores 200 MVA – (550/3) / (230/3) – 13,8 kV dos

autotransformadores 1,2 e 3 existentes na subestação de São Luis II.

7.2. Guia para Especificação Básica de Transformadores de Potência Nota Técnica – EPLQ.

7.3. Uso de Enrolamentos Terciários de Transformadores e Autotransformadores de Potência -

Barbosa e Mortara.

7.4. Equipamentos Elétricos – Especificação e aplicação em subestações de alta tensão.

7.5. Procedimentos de rede – submódulo 2.3 – Requisitos mínimos para subestações e equipamentos

associados - ONS.

7.6. Diretrizes e critérios para estudos elétricos - Submódulo 23.3 – ONS.

7.7. Resolução Normativa ANEEL - 191/2005 – Capacidade operativa das instalações de

transmissão integrantes da Rede Básica.

7.8. NBR 5356/1993 - Transformadores de Potência - Especificação.

7.9. NBR 5336-5/2005 - Transformadores de Potência - Parte 5 - Capacidade de resistir a curtos-

circuitos.

7.10. NBR 7570/1982 – Guia para ensaios de impulso atmosférico e de manobra para

transformadores e reatores – Procedimento.

7.11. NBR 8667/1984 – Comutador de derivações em carga – Especificação.

7.12. NBR 5380/1993 – Transformador de potência – Método de ensaio.

7.13. NBR 8153/1983 – Guia de aplicação de transformadores de potência – Procedimento.

7.14. NBR 8186/1983 – Guia de aplicação de coordenação de isolamento – Procedimento.

7.15. NBR 6939/2000 – Coordenação de isolamento – Procedimento.

7.16. NBR 5034/1989 – Buchas para tensões alternadas superiores a 1 kV – Especificação.

7.17. NBR 5416/1997 - Aplicação de cargas em transformadores de potência – Procedimento.

7.18. ABNT EB-2108/1991 – Reguladores de tensão – Especificação.