Análise comparativa de diferentes subestações de alta tensão : tecnologia convencional, híbrida e GIS abrigada

Abstract

Com o crescimento e expansão de áreas urbanas das grandes metrópoles e uma restrição de zonas para a construção de novas subestações de distribuição elétrica próximas aos centros de carga, surge um grande desafio para a compactação das novas obras de subestações. Nesta perspectiva, aliada à novas tecnologias, nascem novas opções no mercado, como subestações GIS (Gas Insulated Switchgear) abrigada e híbridas as quais reduzem significativamente o espaço arquitetônico de uma subestação convencional. Assim sendo, neste trabalho é apresentada uma metodologia para análise comparativa entre três tipos de subestações de alta tensão, avaliando aspectos de investimento e manutenção. A metodologia é aplicada a um estudo de caso envolvendo uma subestação de 15 MVA e 138/13,8 kV, a ser implantada em uma área urbana. Para esta subestação, são apresentados os projetos considerando os arranjos convencional, híbrido e GIS. Os custos relacionados à manutenção são estimados para um determinado horizonte de planejamento, permitindo uma análise comparativa entre as diferentes tecnologias. Os resultados da aplicação da metodologia mostram que a tecnologia GIS apresenta melhor custo-benefício para os cenários analisados a longo prazo.

With the growth and expansion of urban areas in large metropolises and a restriction of zones for the construction of new electrical distribution substations close to the load centers, a great challenge arises for the compaction of new substation works. In this perspective, allied to new technologies, options emerge in the market, such as GIS (Gas Insulated Switchgear) and hybrid substations which significantly reduce the architectural space of a conventional substation. Therefore, this work presents a methodology for comparative analysis between three types of high voltage substations, evaluating investment and maintenance aspects. The methodology is applied to a case study involving a 15 MVA and 138/13.8 kV substation, to be implemented in an urban area. For this substation, projects are presented considering the conventional, hybrid and GIS arrangements. Maintenance-related costs are estimated for a given planning horizon, allowing for a comparative analysis between different technologies. The results of applying the methodology show that GIS technology presents the best cost-benefit ratio for the long-term analyzed scenarios.