Dimensionamento de fundação para equipamento de subestação

Abstract

Este trabalho versa sobre a elaboração de um projeto de fundação para um transformador de corrente de uma subestação 69 kV a ser construída no município de Canoas, Rio Grande do Sul. Uma subestação de energia elétrica é um conjunto de estruturas, equipamentos e dispositivos que trabalham na manipulação do fluxo de energia dentro de um sistema elétrico de potência. Diferentemente de fundações convencionais, fundações de subestações estão sujeitas principalmente a esforços transversais, em virtude do tracionamento dos cabos, do esforço de curto-circuito e da ação do vento. Neste contexto, além dos métodos convencionais, deve-se explorar modelos de cálculo que considerem adequadamente esses esforços laterais. O presente projeto adotou o método russo de dimensionamento geotécnico, que é muito utilizado para elementos rígidos e enterrados e fornece as tensões e os deslocamentos da fundação. A título de comparação, adotou-se também o método de Schultze e Sherif (1973) para a estimativa de recalque e o método de Broms (1964) para previsão do deslocamento lateral. A solução projetada deve atender a um conjunto de critérios de dimensionamento, sendo eles: a limitação das deformações em estruturas de subestações, as tensões máximas laterais e na base e a área mínima comprimida de acordo com prescrições da atual norma brasileira de fundações (NBR 6122/2022). Além das verificações geotécnicas, o presente trabalho aborda o dimensionamento estrutural da fundação, através do software Pcalc. Por fim, apresentou-se o detalhamento e os quantitativos dos materiais necessários para a execução do projeto. Concluiu-se que a fundação projetada atendeu satisfatoriamente a todos os critérios de segurança e deformabilidade previstos. Além disso, concluiu-se que o critério que governa o dimensionamento é o proposto pela NBR 6122/2022.

This work addresses the development of a foundation project for a current transformer in a 69 kV substation to be constructed in the municipality of Canoas, Rio Grande do Sul. An electrical substation is a set of structures, equipment, and devices that operate in manipulating the flow of energy within a power system. Unlike conventional foundations, substation foundations are primarily subject to lateral forces due to cable tension, short-circuit forces, and wind action. In this context, beyond conventional methods, it is necessary to explore calculation models that adequately consider these lateral forces. The present project adopted the Russian method for geotechnical sizing, widely used for rigid and buried elements, providing foundation stresses and displacements. For comparison, the Schultze and Sherif method (1973) was also adopted for settlement estimation, and the Broms method (1964) for predicting lateral displacement The designed solution must meet a set of sizing criteria, including: limitation of deformations in substation structures, maximum lateral and base stresses, and the minimum compressed area according to the prescriptions of the current brazilian standard for foundations (NBR 6122/2022). In addition to geotechnical checks, this work addresses the structural sizing of the foundation through the Pcalc software. Finally, the detailing and quantities of materials required for project execution were presented. It was concluded that the designed foundation satisfactorily met all the safety and deformability criteria. Furthermore, it was concluded that the governing criterion for design is proposed by NBR 6122/2022.