Como testar e comissionar cabines primárias e subestações elétricas de forma eficaz para desempenho ideal

Aprenda como testar e comissionar cabines primárias e subestações de forma eficaz para garantir confiabilidade, segurança e desempenho.

Subestações elétricas são nós essenciais dentro de redes de distribuição de energia, atuando como interfaces críticas que facilitam a transferência perfeita de eletricidade de usinas de geração para usuários finais. Garantir sua operação confiável e segura é primordial, o que exige processos rigorosos de teste e comissionamento. Este guia se aprofunda na importância desses processos, descreve as etapas essenciais envolvidas e explora considerações técnicas avançadas para otimizar o desempenho da subestação.

Importância dos testes e comissionamento

Testes e comissionamento (T&C) são fases indispensáveis ​​no ciclo de vida de uma subestação, servindo como mecanismos de garantia de qualidade que validam a integridade, funcionalidade e segurança de todos os componentes da subestação antes que eles se tornem operacionais. Esses processos abrangem:

• Verificação de desempenho: garantir que equipamentos elétricos, como transformadores, disjuntores e relés de proteção operem dentro dos parâmetros especificados.
• Garantia de segurança: Identificar e mitigar riscos potenciais para proteger pessoal e infraestrutura.
• Confiabilidade do sistema: garantindo o fornecimento ininterrupto de energia ao abordar preventivamente falhas e ineficiências.
• Conformidade regulatória: adesão aos padrões da indústria e regulamentações governamentais para manter a certificação e as licenças operacionais.

T&C eficazes não apenas aumentam a longevidade e a confiabilidade das subestações, mas também minimizam o tempo de inatividade e os custos operacionais ao detectar e corrigir problemas no início do ciclo de vida do projeto.

Etapas envolvidas no teste e comissionamento de subestações

1. Preparativos de pré-comissionamento

Antes de embarcar na fase de testes, um trabalho preparatório meticuloso é essencial. Isso inclui:

• Inspeções detalhadas: realização de exames completos de todas as instalações físicas em comparação com desenhos e especificações de engenharia.
• Revisão de documentação: verificar se todos os documentos de projeto, especificações e registros de instalação estão completos e precisos.
• Verificação de ferramentas e equipamentos: garantir a disponibilidade e calibração dos instrumentos de teste e equipamentos de segurança necessários.
• Protocolos de segurança: Estabelecer medidas de segurança abrangentes, incluindo procedimentos de bloqueio/etiquetagem e requisitos de equipamento de proteção individual (EPI).

O pré-comissionamento estabelece as bases para um processo de comissionamento perfeito, garantindo que todos os sistemas estejam preparados para testes rigorosos.

2. Teste de injeção primária

O teste de injeção primária foca na validação da precisão e desempenho de transformadores de corrente (TC’s) e transformadores de tensão (TP’s). Isso envolve:

• Verificações de precisão: verificar se os TC’s e TP’s transformam com precisão altas correntes e tensões em níveis gerenciáveis ​​para monitoramento e proteção.
• Verificação de fases: garantir a relação de fase correta entre os lados primário e secundário para evitar discrepâncias operacionais.
• Avaliação de desempenho: Testes sob várias condições de carga para confirmar a transformação confiável em diferentes níveis de tensão (por exemplo, 11 kV, 22 kV, até 220 kV).

Os testes de injeção primária garantem que os transformadores funcionem corretamente, mantendo a integridade das medições elétricas e dos esquemas de proteção.

3. Teste Funcional

Os testes funcionais avaliam a eficácia operacional dos principais componentes da subestação, incluindo:

• Disjuntores: Avaliação de mecanismos de abertura e fechamento, tempos de disparo e capacidades de extinção de arco.
• Relés de proteção: configurações de teste, coordenação e tempos de resposta para garantir detecção e isolamento precisos de falhas.
• Isoladores e seccionadores: Verificar a operação mecânica e garantir o isolamento adequado para segurança de manutenção.
• Painéis de controle e aparelhagem: Confirmação do sequenciamento correto, intertravamento e comunicação com sistemas de controle de supervisão.

Os testes funcionais garantem que cada componente desempenhe sua função designada dentro da arquitetura elétrica e de controle da subestação.

4. Teste de resistência de isolamento

O teste de resistência de isolamento é crítico para identificar fraquezas no isolamento elétrico que podem levar a correntes de fuga ou falhas de equipamento. Isso envolve:

• Teste Megger: Aplicação de alta tensão CC para medir a resistência de materiais isolantes entre condutores.
• Teste dielétrico: avaliação da capacidade do isolamento de suportar estresse elétrico sem quebra.
• Medição de resistência de contato: especificamente para isoladores, garantindo encaixe firme e alinhamento adequado entre contatos fixos e móveis para evitar arcos e garantir isolamento confiável.

Manter alta resistência de isolamento é vital para a segurança e longevidade dos equipamentos da subestação.

5. Teste de Relé

O teste de relé garante que os sistemas de proteção respondam com precisão e rapidez a falhas elétricas. Os principais aspectos incluem:

• Verificação das configurações: Confirmação de que as configurações do relé correspondem aos requisitos do esquema de proteção.
• Teste de sensibilidade: garantir que os relés sejam ativados nos níveis corretos de corrente de falha.
• Coordenação de tempo: verificar se os relés operam na sequência correta para isolar falhas sem interrupções desnecessárias do sistema.
• Coordenação entre relés: garantindo comunicação e coordenação perfeitas entre vários relés para otimizar a cobertura de proteção.

Testes eficazes de relés minimizam o risco de falhas em cascata e aumentam a resiliência geral do sistema.

6. Teste de rede de comunicação

Subestações modernas dependem muito de redes de comunicação para monitoramento e controle em tempo real. Testar essas redes envolve:

• Verificações de conectividade: garantir que todos os links de comunicação entre dispositivos e centros de controle estejam ativos e estáveis.
• Teste de largura de banda e latência: verificar se as taxas de transferência de dados atendem aos requisitos operacionais para tomada de decisões oportunas.
• Verificação de protocolo: Confirmação de que os protocolos de comunicação (por exemplo, IEC 61850) estão implementados corretamente para interoperabilidade.
• Avaliações de segurança cibernética: avaliação da robustez das redes de comunicação contra potenciais ameaças cibernéticas.

Uma infraestrutura de comunicação robusta é essencial para a operação integrada e automatizada de subestações.

7. Teste de injeção secundária

O teste de injeção secundária simula condições de falha para avaliar o desempenho de relés de proteção e sistemas de controle. Isso inclui:

• Simulação de cenários de falhas: introdução de falhas controladas para avaliar as respostas do relé.
• Avaliação de precisão: garantir que os sistemas de proteção detectem e respondam com precisão a falhas simuladas.
• Avaliação da estabilidade do sistema: observação de como as ações de proteção afetam a estabilidade geral da subestação e o gerenciamento de carga.

Os testes de injeção secundária garantem que os esquemas de proteção sejam confiáveis ​​e eficazes em condições de falha do mundo real.

8. Teste de carga

Os testes de carga avaliam o desempenho dos equipamentos da subestação sob diversas cargas elétricas, garantindo:

• Regulação de tensão: manutenção de níveis de tensão estáveis ​​apesar de cargas flutuantes.
• Desempenho térmico: garantir que o equipamento opere dentro de faixas de temperatura seguras sob carga.
• Resposta dinâmica: avaliação da capacidade do equipamento de lidar com mudanças repentinas de carga sem comprometer o desempenho.

O teste de carga verifica se a subestação pode suportar de forma confiável as demandas operacionais esperadas.

Considerações técnicas avançadas

Automação e Integração SCADA

Integrar sistemas de Supervisão de Controle e Aquisição de Dados (SCADA) em subestações melhora as capacidades de monitoramento e controle em tempo real. Os testes devem incluir:

• Protocolos de comunicação SCADA: garantindo troca de dados perfeita entre dispositivos de campo e centros de controle.
• Verificação de lógica de automação: Validação da programação e lógica usadas para ações automatizadas de proteção e controle.
• Teste de redundância: Confirmação de que os sistemas de backup são ativados corretamente em caso de falhas do sistema primário.

Análise de Qualidade de Energia

Manter alta qualidade de energia é crucial para a estabilidade da rede elétrica. O teste envolve:

• Medição de distorção harmônica: identificação e mitigação de harmônicas que podem causar superaquecimento e ineficiência do equipamento.
• Análise transitória: avaliação da resposta do sistema a eventos transitórios, como raios ou operações de comutação.
• Monitoramento de oscilação de tensão: garantir que as flutuações de tensão permaneçam dentro dos limites aceitáveis ​​para evitar interrupções.

Testes ambientais e mecânicos

As subestações operam em diversas condições ambientais, necessitando de:

• Testes de temperatura e umidade: garantindo que o equipamento tenha um desempenho confiável sob condições climáticas variadas.
• Testes de vibração e choque: avaliação da resiliência mecânica do equipamento para suportar vibrações e choques de atividades operacionais ou eventos naturais.
• Verificação de proteção de entrada: confirmação de que os gabinetes e equipamentos atendem às classificações IP para proteção contra entrada de poeira e umidade.

Alinhamento e Manutenção de Isoladores

Isoladores, ou desconectores, desempenham um papel crítico em garantir operações de manutenção seguras ao isolar circuitos elétricos. O alinhamento adequado é essencial para evitar:

• Estresse mecânico: o desalinhamento pode causar estresse indevido nos componentes do isolador, levando ao desgaste prematuro ou falha.
• Falhas elétricas: o alinhamento incorreto pode resultar em arco elétrico ou isolamento incompleto, representando riscos à segurança e interrupções operacionais.
• Ineficiência operacional: isoladores desalinhados podem não abrir ou fechar totalmente, prejudicando sua funcionalidade.

Tipos de ferramentas e maletas

A MEE Medições elétricas e Equipamentos oferece uma gama diversificada de ferramentas e maletas de teste como:

1. Megômetros.
2. Oscilografos.
3. Miliohmimetros.
4. Analisadores de qualidade de energia.
5. Certificadores de instalações elétricas.
6. Relação e transformação – TTR
7. Solicite o nosso catálogo completo.

Conclusão

Testes e comissionamentos são processos fundamentais que sustentam a confiabilidade, segurança e eficiência de subestações elétricas. Ao executar meticulosamente cada etapa — desde preparações de pré-comissionamento até testes de carga e avaliações técnicas avançadas — os técnicos e engenheiros podem garantir que as subestações tenham desempenho ideal dentro da rede de distribuição de energia. Aproveitar a expertise de provedores de serviços especializados e aderir às melhores práticas do setor melhora a qualidade geral e a resiliência da infraestrutura de energia, fornecendo eletricidade ininterrupta e confiável aos consumidores.

Prasun Barua publicado em 17, Novembro 2024 em: https://www.prasunbarua.com/2024/11/how-to-effectively-test-and-commission.html