Sumário – A alimentação auxiliar em subestações primárias de média tensão é responsável por manter em operação os sistemas de proteção, controle, automação e segurança, sendo fundamental para a confiabilidade e continuidade do fornecimento de energia elétrica. Este artigo apresenta uma análise sobre os riscos operacionais associados à perda dessa alimentação, como falhas na atuação de relés, inoperância de disjuntores, perda de supervisão remota, comprometimento da iluminação e de automatismos locais. Em seguida, destaca-se a importância da função ANSI 27-0, disponível em relés digitais modernos, como ferramenta eficaz para o monitoramento da tensão auxiliar. A implementação dessa função permite a detecção precoce de anomalias, contribuindo para a prevenção de falhas críticas, proteção dos ativos e aumento da segurança operacional. Ao adotar estratégias de contínua supervisão da alimentação auxiliar, as cabines primárias tornam-se mais resilientes, seguras e integradas às exigências atuais de operação do sistema elétrico.
1-Introdução:
A alimentação auxiliar em uma subestação é um sistema que fornece energia elétrica para os equipamentos e dispositivos que não fazem parte do sistema principal de distribuição de energia. É a fonte de energia responsável por suprir cargas internas essenciais, que incluem sistemas de comando, controle, proteção, automação, telecomunicação, iluminação, climatização e outras como iluminação, tomadas, sistemas de aquecimento, CFTV e ventilação.
1.1-Tipos de Alimentação Auxiliar:
Corrente Alternada (CA): É proveniente da concessionária (rede externa) através transformadores de serviços auxiliares, geradores próprios (em casos de contingência) ou sistemas de UPS (No-breaks) para evitar interrupções momentâneas.
Corrente Contínua (CC): Obtida por meio de retificadores ou bancos de baterias, a CC mantém o funcionamento dos sistemas críticos mesmo durante falhas da rede principal de energia elétrica.
1.2-Finalidades da Alimentação Auxiliar:
Garantir o funcionamento contínuo dos sistemas de supervisão, proteção e controle, essenciais para a segurança da subestação, smartcenter, skid solar, mesmo em falhas da rede principal;
Fornecer energia para os sistemas de iluminação e ventilação, criando um ambiente de trabalho seguro e adequado para os operadores;
Alimentar os sistemas de telecomunicação, automação e monitoramento, permitindo o acompanhamento remoto da subestação;
Assegurar a disponibilidade de energia para os equipamentos auxiliares, mesmo em caso de falha no sistema principal de energia.
Em resumo, a alimentação auxiliar desempenha um papel fundamental na confiabilidade, segurança e eficiência de uma subestação, garantindo o funcionamento adequado de todos os seus sistemas e equipamentos. A escolha e a configuração do tipo mais adequado de alimentação auxiliar dependem do nível de criticidade da instalação, das exigências operacionais da subestação e dos critérios de projeto.
Fabricação de Aço em Usina Siderúrgica.
“A alimentação auxiliar nas instalações de conexão de geração distribuída de média tensão é um elemento crítico para o correto funcionamento dos sistemas de proteção e controle. Sem ela, relés de proteção, disjuntores e outros dispositivos essenciais podem falhar, comprometendo a segurança do sistema elétrico. O monitoramento contínuo dessa alimentação é uma estratégia fundamental para evitar falhas operacionais e danos a equipamentos.”
2- Riscos de Falta da Alimentação Auxiliar:
A falta de alimentação auxiliar nas interligações de geração distribuída pode causar diversos problemas operacionais, impactando a segurança, a confiabilidade e a continuidade da geração de energia elétrica. Alguns exemplos incluem:
Falha na Operação de Relés de Proteção:
Os relés de proteção são responsáveis por detectar e isolar falhas no sistema elétrico e dependem da alimentação auxiliar para seu funcionamento. A ausência da alimentação auxiliar pode expor a instalação elétrica a riscos de falta de seletividade entre os relés de proteção ou falhas na abertura de disjuntores em casos de eventuais curtos-circuitos, e que podem causar danos maiores aos equipamentos e também na propagação de falhas para outras áreas da rede.
“Sem uma alimentação auxiliar confiável, o sistema de proteção deixa de cumprir sua função, expondo a rede elétrica a falhas incontroláveis e riscos operacionais elevados.”
Desarme Indevido e Inoperância de Disjuntores:
Em alguns casos, a perda da alimentação auxiliar pode levar ao desarme de disjuntores, interrompendo o fornecimento de energia para a instalação sem necessidade, causando paradas inesperadas e prejuízos operacionais. Tais equipamentos necessitam de alimentação auxiliar para operar remotamente e a falta desta pode impedir o acionamento, dificultando a manobra do equipamento e o isolamento de falhas. A recomposição do sistema também pode ser dificultada, exigindo manobras manuais e aumentando o tempo de interrupção.
Perda da Supervisão e Comunicação com o Centro de Controle:
Sistemas SCADA, relés, IEDs e outros dispositivos inteligentes, dependem da alimentação auxiliar para registrar e transmitir informações sobre o estado operacional da subestação. A falta de alimentação auxiliar impede a emissão de status, alarmes e sinalizações, dificultando a identificação de falhas, a tomada de ações corretivas e além disso, os operadores ficam sem informações essenciais para diagnóstico e controle remoto.
Desligamento de Outros Equipamentos:
Se a alimentação auxiliar for interrompida por longos períodos, as baterias podem descarregar completamente, comprometendo a continuidade do funcionamento de sistemas críticos, como iluminação de emergência e relés de proteção. A falta de energia pode levar ao desligamento de outros equipamentos auxiliares, como bombas de óleo, compressores de ar e sistemas de ventilação, como também os sistemas de resfriamento de transformadores, aumentando o risco de superaquecimento e danos aos equipamentos.
Comprometimento da Iluminação e Segurança da Subestação:
A ausência de alimentação auxiliar afeta a iluminação interna e externa, dificultando inspeções e manobras. Também impede o funcionamento da iluminação de emergência, dificultando a operação e a manutenção da subestação em caso de falta de energia. Os sistemas de combate a incêndio também são afetados, aumentando o risco de danos aos equipamentos e à propagação do incêndio, bem como os sistemas de segurança física, pois a falta de energia impede o funcionamento de câmeras de vigilância e alarmes, aumentando o risco de invasões e vandalismo.
Falha em Automatismos Locais:
Em subestações com esquemas especiais como rearme automático por tensão, rearme automático por frequência, transferências automáticas de fontes de alimentação e outras manobras já pré-estabelecidas de forma automática, a falta de alimentação auxiliar pode impedir o sucesso de tais operações, geralmente impactando na recomposição do fornecimento de energia, aumentando o tempo de interrupção.
Esses problemas evidenciam a importância de um sistema de alimentação auxiliar confiável e bem monitorado, evitando falhas que possam comprometer a operação da subestação.
3-A Importância e os Benefícios da Função ANSI 27-0 Para Monitorar a Alimentação Auxiliar:
A função de proteção de subtensão da alimentação auxiliar, representada pelo código ANSI 27-0, supervisiona continuamente a tensão de alimentação dos relés e disjuntores.
Caso haja uma queda abaixo dos limites aceitáveis, o sistema pode acionar alarmes avisando a equipe de manutenção que poderá agir para sanar o problema.
Ao implementar a função ANSI 27-0 disponível nos modernos relés de proteção digitais, a subestação passa a contar com um vigilante silencioso que continuamente verifica se o sistema de alimentação auxiliar está em operação normal. De uma forma geral, permite a identificação precoce de falhas na alimentação auxiliar, possibilitando a tomada de medidas corretivas antes que ocorram interrupções no fornecimento de energia ou falhas nos equipamentos de proteção, além de contribuir para a segurança da subestação, evitando o acionamento indevido de equipamentos ou a perda de informações críticas durante eventos de falta.
Os principais benefícios a serem obtidos são:
Maior confiabilidade operacional :
Garante que os dispositivos de proteção estejam sempre prontos para atuar, reduzindo falhas inesperadas;
Detecção antecipada de falhas:
Identificação rápida de anomalias permite ações preventivas antes que se tornem problemas graves;
Proteção dos equipamentos:
Evita que relés e disjuntores falhem, prevenindo danos a ativos críticos;
Redução de custos com manutenção:
Minimiza a necessidade de reparos corretivos caros e prolonga a vida útil dos equipamentos;
Aumento da segurança operacional:
Evita falhas que possam resultar em curtos-circuitos mais prolongados, incêndios ou explosões em componentes elétricos.
“Monitorar a alimentação auxiliar é investir na continuidade operacional, garantindo que relés e disjuntores atuem no momento certo para proteger o sistema elétrico.”
4-Implementação da Função ANSI 27-0:
A implementação da função ANSI 27-0 em relés de proteção, oferece um monitoramento eficiente da alimentação auxiliar. Em caso de falha ou subtensão, o sistema pode gerar alarmes e permitir ações imediatas para evitar impactos severos.
Disjuntor de baixa tensão tipo DS e o relé eletrônico analógico tipo Amptector de fabricação da Westinghouse no início dos anos de 1980.
Geralmente os parâmetros de ajustes dessa função são:
Tipo da alimentação auxiliar (CA ou CC);
Valor de pickup (ajuste para subtensão).
Quando o valor da tensão na entrada do relé for menor que o valor de ajuste para mínima tensão (pickup), o relé atua fornecendo saídas para alarmes no display frontal, contato de saída e pela comunicação serial. A saída permanece atuada até que o valor da alimentação auxiliar atinja níveis de operação acima do valor programado.
5- Conclusão:
Garantir a supervisão contínua da alimentação auxiliar é fundamental para a confiabilidade da interligação GD. A função ANSI 27-0 permite a detecção precoce de falhas e a tomada de ações preventivas, que evitam danos significativos e interrupção prolongada do fornecimento de energia.
O monitoramento dessa alimentação não apenas preserva a integridade dos equipamentos, mas também assegura a continuidade e segurança da operação elétrica.
