Elétrica

O que é uma subestação de energia elétrica e como ela funciona

Mardey Costa
Escrito por Mardey Costa em 02/01/2022
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Você sabe o que é uma subestação de energia elétrica e para que ela serve?

Nesse artigo, você vai descobrir o que é uma subestação de energia elétrica, para que serve e como funciona na prática.

Além disso, você também vai aprender quais são os tipos de subestação de energia elétrica conforme a função no sistema elétrico, o nível de tensão, a operação e a instalação.

Portanto, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo.

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O que é uma subestação de energia

A subestação de energia é uma instalação elétrica de alta potência que é responsável por transformar a tensão e corrente para adequar a energia elétrica às necessidades de transmissão, distribuição e consumo.

Na prática, ela geralmente é constituída por transformadores e equipamentos de proteção.

Neste caso, a função da subestação pode ser de elevar, rebaixar, ou isolar o nível de tensão ou circuitos elétricos.

Para que serve uma subestação de energia

Ou seja, a subestação de energia serve como um sistema de proteção, controle, transmissão e distribuição de energia de alta potência da fonte geradora até a unidade consumidora.

Isso acontece porque antes de chegar às casas, a eletricidade percorre um sistema de transmissão que começa nas usinas e passa por estas estações de energia.

E neste caso, ela é muito importante porque ela faz a transformação da energia de alta tensão recebida das linhas de transmissão.

Além disso, podem transformar e armazenar a tensão gerada, fazendo o papel de pontos de entrega para atender às demandas locais.

Porque a subestação de energia é importante

A subestação de energia é fundamental para a transmissão de energia das concessionárias aos usuários.

Na imagem abaixo é possível visualizar um tipo de subestação abaixadora que explicaremos mais adiante.

Tipos de subestação de energia elétrica

Mas também é importante destacar o seu funcionamento e distribuição elétrica essencial para as indústrias, empresas, edifícios residenciais de grande porte e até hospitais.

Neste caso, uma subestação local é essencial principalmente em indústrias e hospitais para evitar possíveis falhas graves de energia e outros prejuízos.

Além disso, a subestação também pode ser usada em projetos prediais, ou seja, em empreendimentos de múltiplas unidades consumidoras localizadas em edifícios de uso coletivo, como residencial, comercial ou mesmo prédios mistos.

Mas como será que funciona a subestação de energia na prática, é o que vamos aprender agora.

Como funciona a subestação de energia

Precisamos entender que a energia elétrica no Brasil é produzida de várias formas, como é o caso das usinas hidrelétricas, termoelétricas, nucleares, eólicas, fotovoltaicas, entre outras.

E o fornecimento dessa energia elétrica é distribuído por um grande e complexo sistema de subestações, linhas de transmissão e usinas, que constituem o Sistema Interligado Nacional (SIN).

A energia sai da usina direto para uma subestação de transmissão, onde ela passa por um transformador.

E neste caso, a energia elétrica é recebida da usina direto para a subestação de transmissão, onde passa pelo processo de elevação da tensão elétrica.

Porque elevar a tensão da subestação

Neste caso inicial, os transformadores da subestação são responsáveis por elevar a tensão no início da transmissão.

Isso acontece para evitar grandes perdas de energia durante o longo percurso entre as linhas de transmissão até a unidade consumidora.

Neste caso, a energia elétrica é recebida nas cidades por uma rede de alta tensão.

Porque rebaixar a tensão da subestação

No entanto, nos centros urbanos, as altas tensões não podem ser utilizadas nas residências e pontos comerciais.

Neste caso, próximo às cidades, há subestações rebaixadoras que reduzem a tensão a níveis muito menores.

Neste caso, é preciso que a energia passe pelo transformador rebaixador para se tornar adequada para o consumo.

Mas mesmo sendo rebaixada, a tensão utilizada nas redes de distribuição ainda não está adequada para o consumo residencial imediato.

Por isso, se faz necessária a instalação de transformadores menores, instalados nos postes das ruas.

Isso é importante para reduzir ainda mais a tensão que vai para as residências, estabelecimentos comerciais e outros locais de consumo.

Eles reduzem ainda mais a tensão que será recebida nas casas e estabelecimentos comerciais.

Classificação para tipos de subestação

Durante todo esse processo de elevação e rebaixamento da tensão da subestação de energia podemos perceber que há vários tipos de subestação.

É importante entender melhor que as subestações podem ser classificadas quanto à sua função, nível de tensão, sua instalação ou forma de operação.

E neste caso, além das grandes subestações fixas, existe também a possibilidade de instalar essas unidades em outros espaços públicos ou privados, é o que vamos discutir a partir de agora.

5 tipos de subestação de energia

As subestações de energia podem ser classificadas quanto a função no sistema elétrico, e também de acordo com o nível de tensão, operação, e também conforme a instalação.

Por isso vamos começar a explicar agora os tipos de subestação de energia conforme a função no sistema elétrico, confira abaixo.

Subestação transformadora

A subestação transformadora é aquela que converte a tensão de suprimento para um nível diferente, maior ou menor, sendo designada, respectivamente.

Subestação elevadora

A subestação de energia elevatória ou elevadora é localizada próximo a saída das usinas geradoras.

Elas são responsáveis por elevar a tensão para que a energia seja transmitida aos centros de consumo de modo econômico.

Subestação abaixadora

A subestação abaixadora é localizada na periferia das cidades e diminuem os níveis de tensão evitando inconvenientes para a população.

Esse tipo de subestação é fundamental, e graças a elas que os consumidores finais recebem a energia em baixa tensão.

Ou seja, no nível de consumo (127V ou 220V), a partir da tensão do nível de distribuição (geralmente 13800V ou 23100V)

Subestação de distribuição

A subestação de distribuição é responsável pela diminuição da tensão para o nível de distribuição primária (ou média tensão).

Esse tipo de subestação pode pertencer à concessionária de energia ou a grandes consumidores.

Geralmente esse tipo de subestação é encontrado próximo aos pontos de consumo.

O melhor exemplo neste caso são as concessionárias ou empresas de energia de distribuição.

Ou para grandes consumidores (indústrias, hospitais, edifícios e condomínios, por exemplo).

Subestação seccionadora

Outro exemplo é a subestação seccionadora, de manobra ou de chaveamento.

Esse tipo de subestação é responsável por interligar circuitos de suprimento sob o mesmo nível de tensão tornando possível sua multiplicação.

E também possibilita o seccionamento de circuitos, permitindo a energização de trechos de menor comprimento.

4 tipos de subestação de energia conforme o nível de tensão

No exemplo anterior nós classificamos a subestação de energia quanto a função no sistema elétrico.

Neste caso, podemos classificar a subestação conforme o nível de tensão, sendo eles a tensão baixa, média, alta e extra alta tensão.

Agora vamos explicar como funciona o tipo de subestação de acordo com o nível de tensão, confira abaixo.

Subestação de energia de baixa tensão

A subestação de baixa tensão trabalha com níveis de tensão de até 1 kV.

Subestação de energia de média tensão

A subestação de média tensão é muito importante para as indústrias e empresas.

Isso acontece porque essas empresas apresentam uma grande demanda de energia e necessitam de uma subestação.

Mas também é essencial para o controle de tensão e fornecimento de energia em determinada rede.

Neste caso, a subestação de média tensão trabalha com níveis de tensão entre 1 kV e 34,5 kV.

Geralmente ela se mantém na normalidade que é entre 6,6 kV e 34,5 kV, ou nas tensões de 6,6 kV, 13,8 kV, 23 kV e 34,5 kV.

Dessa forma, é possível assegurar a confiabilidade da transmissão de energia local, sem gerar danos e acidentes.

Subestação de energia de alta tensão

A subestação de alta tensão trabalha com níveis de tensão entre 34,5 kV e 230 kV.

E geralmente esse tipo de subestação trabalha com as seguintes tensões típicas como 69 kV, 138 kV e 230 kV.

Subestação de energia de extra alta tensão

A subestação de extra alta tensão é utilizada para níveis de tensão maiores que 230 kV.

Geralmente nesse tipo de subestação são consideradas as seguintes tensões típicas como 345 kV, 440 kV, 500 kV e 750 kV.

Na imagem abaixo é possível visualizar a subestação de Irapé em Minas Gerais que opera com tensão elétrica de 345 kV.

Tipo de subestação de energia conforme o tipo de instalação

No exemplo anterior nós classificamos a subestação de energia quanto a função no sistema elétrico e os níveis de tensão elétrica.

Neste caso, podemos classificar também a subestação conforme o tipo de instalação sendo ela interna ou externa.

Agora vamos explicar como funciona o tipo de subestação de acordo com o tipo de instalação, confira.

Subestação de energia externa

Existem alguns tipos de classificação de subestação de energia externa, ou subestações a céu aberto.

Esse tipo de subestação é construída em locais amplos ao ar livre ou no exterior das indústrias.

Neste caso, elas requerem o emprego de aparelhos e máquinas próprias para funcionamento em condições atmosféricas adversas (chuva, vento, poluição etc.).

Apesar de ser considerada um modelo de subestação mais barata, ela também tende a necessitar de mão de obra mais recorrente devido à exposição às condições externas do ambiente.

Esse tipo de subestação externa ainda pode ser classificado em térrea ou aérea.

Neste caso, a térrea tem como característica os transformadores instalados em bases de concreto no solo e proteções, como para-raios, em estruturas elevadas.

E a subestação de energia aérea tem como característica os transformadores fixados em torres, postes, na cobertura de edifícios ou em plataformas elevadas.

Subestação de energia interna

A subestação de energia interna ou abrigada é construída em locais abrigados e os equipamentos são colocados no interior de construções não estando sujeitos a intempéries.

Este tipo de subestação interna pode ser classificada como interna de cabine metálica, metal ou alvenaria, subterrânea ou semi enterrada.

A subestação interna de cabine metálica e como o próprio nome já diz é um tipo de subestação compacta que fica dentro de cabines metálicas.

Elas são muito usadas em indústrias, podendo ser instaladas dentro das edificações, bem como em pátios da planta da empresa.

No caso da subestação de energia interna de alvenaria é o tipo de subestação interna mais comum para empreendimentos comerciais, hospitais e condomínios residenciais.

Geralmente esse tipo de subestação é desenvolvida em abrigos subdivididos, chamados de postos (ou cabines) para medição, proteção e transformação de energia.

E outro exemplo é a subestação interna subterránea ou semi enterrada que é usada principalmente em empreendimentos que possuem pouco espaço físico para construção de uma subestação de energia elétrica.

Neste caso, torna-se necessário fazer a instalação da subestação subterrânea, onde o acesso à ela se dá pela parte superior, por tampas metálicas.

Para esse tipo de implementação de subestação, uma série de normas devem ser seguidas para garantir a segurança.

Materiais apropriados, sistemas de drenagem e impermeabilização são algumas das exigências que devem ser atendidas quando se instala uma subestação subterrânea ou semi enterrada.

Em geral, as subestações internas ou abrigadas de intempéries costumam custar mais barato e ter manutenção facilitada, apesar de necessitar de mão de obra mais especializada.

Tipo de subestação de energia conforme o tipo de operação

A subestação de energia com operador é o tipo de subestação que exige muito conhecimento e treinamento do operador.

Isso acontece porque neste caso, quase todas as tomadas de decisões e o controle do sistema são dependentes das ações do operador.

Existem computadores para auxiliar na supervisão, porém o operador é essencial para anotar e interpretar os dados coletados.

Subestação de energia semi-automatizadas

Esse tipo de subestação tem computadores ou sistemas de segurança eletromecânicos que impedem operações indevidas por parte do operador.

Subestações de energia automatizada

Na subestação automatizada, o controle do sistema é realizado por meio de computadores e softwares, como sistemas supervisórios do tipo SCADA (Supervisory Control and Data Acquisiton).

Esse tipo de subestação é supervisionado à distância por intermédio de computadores (telecomandadas).

Tipo de subestação de energia móvel

Outro modelo de subestação é a subestação de energia móvel que atuam como soluções temporárias.

Elas são usadas para o fornecimento emergencial de energia em situações como manutenções programadas em transformadores de força.

Também são usadas para a energização de obras prioritárias e atendimento de cargas sazonais em eventos e outros projetos.

Subestação de energia móvel é flexível

Esse tipo de subestação móvel é bem flexível e possui todos os equipamentos e dispositivos dos sistemas mais complexos e com as mais variadas tensões de funcionamento.

Além disso, elas contemplam o fornecimento de transformadores até equipamentos de proteção e controle, com a vantagem de poder ser transportada para diversas localidades.