Estudo de proteção para minigeração em média tensão
Usina acima de 75 kW na área da Enel precisa de relé no disjuntor geral da entrada, com ajustes apresentados à Enel antes da vistoria. A especificação ET 0005 tem um anexo só para isso: o que calcular, como ajustar e como apresentar. A IFELL faz o estudo, a tabela de ajustes e o coordenograma, com ART.
O que a Enel exige
A especificação técnica 0005 da Enel, "Conexão de Micro e Minigeração Distribuída ao Sistema Elétrico da Enel Grids Brasil" (GRI-EDBR-CNC-GRI-0005, versão 5, de 30/07/2024), trata como minigeração a usina acima de 75 kW. Para essa faixa, a Tabela 13 pede transformador de acoplamento, chave seccionadora acessível, elemento de interrupção, medidor de quatro quadrantes e um conjunto de funções de proteção. Duas notas da tabela definem o projeto:
- Nota 3 e nota 13: as proteções e os transformadores de medida ficam na entrada, do lado de média tensão do transformador, e todas as funções atuam no disjuntor geral.
- Nota 12: a 59N só é aceita na média tensão, no lado em delta do transformador. Sem isso, o estudo é recusado e o padrão de entrada precisa mudar.
Os ajustes são entregues à Enel depois da assinatura dos contratos e pelo menos 30 dias antes da vistoria, quando a conexão exige obra; sem obra, até o dia anterior à vistoria (item 7.6.3).
Funções e critérios de ajuste do Anexo G
O Anexo G traz uma tabela-modelo de ajustes para usinas acima de 75 kW (Tabela 21). Os critérios principais:
| Função | Critério da ET 0005 |
|---|---|
| 50 | 10% abaixo do curto-circuito dupla-fase informado pela Enel. Se esse valor não ficar acima da corrente de magnetização dos transformadores, o relé precisa de detecção de 2ª harmônica. |
| 50N | Abaixo do nível de curto-circuito informado pela Enel. |
| 51 | No máximo 120% da demanda contratada. A Enel pode pedir revisão para coordenar com os equipamentos dela. |
| 51N | Sugestão de no máximo 30% do ajuste de fase. |
| 59N | Medida por três TPs em estrela aterrada na média tensão. Ajuste abaixo de 3V0 e no máximo 1,6 vez a tensão fase-terra contratada, com tempo que desligue a usina dentro do primeiro tempo morto do religamento da Enel: 1 s na Enel SP. |
| 67 | Direção reversa, da usina para a rede, para a contribuição da usina ao curto na rede da Enel. Para fotovoltaica, sugestão de 110% da exportação em tempo definido, desligando dentro do primeiro tempo morto (1 s na Enel SP). |
| 32 | Limitada a 110% da capacidade de geração, com 500 ms, no sentido da usina para a rede. |
| 78 | Só para máquina girante: ângulo de 5° a 8°, tensão de bloqueio igual ao ajuste da 27. Proibido em usina com inversor. |
As funções 46, 25, 62, 27 e 81 seguem a filosofia de operação definida no corpo da especificação. Os ajustes de tensão e frequência também precisam respeitar a suportabilidade que a ET 0005 traz do Módulo 3 do PRODIST: a usina tem de continuar ligada sem limite de tempo entre 58,5 e 62,5 Hz e, no mínimo, 20 s entre 57,5 e 58,5 Hz, 5 s entre 57 e 57,5 Hz e 10 s entre 62,5 e 63 Hz. Ajuste de subfrequência igual ou acima de 58,5 Hz não é aceito, qualquer que seja o tempo (Tabela 15). Para usina com inversor, a Tabela 16 fixa a suportabilidade a subtensão e sobretensão no ponto de conexão do inversor: 0,5 s entre 0,2 e 0,5 pu, 2,5 s entre 0,5 e 0,8 pu e 1 s entre 1,1 e 1,18 pu.
O que vai no estudo
O Anexo G lista o conteúdo mínimo do relatório:
- Descrição do sistema: transformador de entrada (tensão, impedância, refrigeração), geradores ou inversores e quantidades, e condutores do ponto de conexão até a subestação, com impedâncias de sequência positiva e zero por quilômetro e as distâncias.
- Diagrama unifilar de proteção com TPs, TCs, ligações, disjuntores, relés e linha de trip, e uma tabela com os curtos trifásico, dupla-fase e fase-terra informados pela Enel.
- Dimensionamento dos TCs, com memorial de corrente e de tensão de saturação, para que reproduzam a corrente de defeito sem saturar.
- Simulação em software da contribuição da usina para faltas trifásicas, dupla-fase e fase-terra na rede da Enel, mostrada no unifilar. A ET pede que essa contribuição fique abaixo de 8.000 A.
- Coordenograma com todas as proteções de sobrecorrente, incluindo a proteção de referência informada pela Enel.
- Cálculo de cada ajuste em valores primários, com norma e tipo de curva e dial de tempo (Tabela 22), e a tabela de ajustes no modelo da Tabela 23, com fabricante, tipo e versão do relé.
O diagrama unifilar geral vai separado, junto com a solicitação de conexão.
O relé
Um relé só de sobrecorrente, como o que existe em muitas cabines, não cobre essa lista. A minigeração precisa de relé multifunção com tensão, frequência, direcional de sobrecorrente, direcional de potência e 59N, ligado a TPs na média tensão. Em cabine existente que recebe uma usina, a troca do relé e a instalação dos TPs entram no projeto. Um exemplo de relé de cabine e das funções que ele tem está em parametrização do Pextron URPE 7104.
Usina com baterias
A ET 0005 tem diagramas próprios para paralelismo permanente com sistema de baterias em média tensão (Anexo E). A lógica do estudo é a mesma, com o sistema de armazenamento entrando como fonte na contribuição de curto e no sentido do fluxo de potência. Veja estudos elétricos para BESS.
O que a IFELL entrega
- Estudo de curto-circuito com os dados de rede informados pela Enel.
- Contribuição da usina para faltas na rede da Enel, simulada em software.
- Dimensionamento de TCs e TPs da proteção.
- Ajustes de 27, 59, 59N, 81, 46, 47, 50/51, 50N/51N, 25, 62, 67 e 32, e de 78 quando houver máquina girante.
- Coordenograma com a proteção de referência da Enel.
- Relatório no roteiro do Anexo G, tabela de ajustes no modelo da Tabela 23 e ART.
- Apoio nas exigências da Enel durante a análise e, quando contratada, a parametrização do relé.
Dados necessários
- Potência da usina, fonte e modelo e quantidade de inversores ou geradores.
- Transformador de entrada: potência, tensões, ligação e impedância.
- Demanda contratada e potência de exportação.
- Relé previsto ou existente (fabricante, modelo e versão), TCs e TPs.
- Condutores do ponto de conexão até a subestação, com comprimentos.
- Dados da Enel para o ponto de conexão: curtos trifásico, dupla-fase e fase-terra e ajuste da proteção de referência.
Perguntas Frequentes
Usina de minigeração precisa de estudo de proteção?
Acima de 75 kW, na prática sim. A ET 0005 da Enel exige relé com funções de proteção atuando no disjuntor geral da entrada, e os ajustes têm de ser apresentados à Enel antes da vistoria (item 7.6.3). O Anexo G define o que o estudo deve conter, e a nota do item 7.6.1.3 coloca a cargo da minigeração os estudos que a Enel indicar.
Quais funções de proteção uma usina acima de 75 kW precisa ter?
A Tabela 13 da ET 0005, tirada do Módulo 3 do PRODIST, lista subtensão e sobretensão (27, 59 e 59N), sub e sobrefrequência (81), desequilíbrio de corrente (46), sequência e desequilíbrio de tensão (47), sobrecorrente (50/50N e 51/51N), anti-ilhamento, verificação de sincronismo (25), tempo de reconexão (62), direcional de sobrecorrente (67/67N) e direcional de potência (32). Todas devem atuar no disjuntor geral da entrada.
Qual o prazo para entregar os ajustes da proteção à Enel?
Se a conexão exige obra, os ajustes são entregues depois da assinatura dos contratos e pelo menos 30 dias antes da vistoria. Sem obra, até o dia anterior à vistoria (ET 0005, item 7.6.3).
Por que a Enel exige a função 59N na média tensão?
Com o transformador da usina ligado em delta do lado da rede, uma falta fase-terra na rede da Enel não aparece como corrente de neutro do lado do consumidor. O que denuncia a falta é o deslocamento da tensão de neutro, medido por três TPs em estrela aterrada na média tensão. Pela nota 12 da Tabela 13, sem a 59N na média tensão o estudo não é aceito e o padrão de entrada tem de mudar.
Usina com inversor pode usar a proteção de salto de vetor?
Não. A ET 0005 traz a regra do PRODIST (Resoluções 956/2021 e 1.076/2023): o salto de vetor é proibido para geração conectada por inversor. Nesses casos, o anti-ilhamento fica com tensão e frequência, e a taxa de variação de frequência (81R), se usada, precisa de ajuste acima de 2 Hz/s com temporização acima de 100 ms.
Vai conectar uma usina acima de 75 kW?
Envie o unifilar, os dados do transformador, dos inversores e o parecer de acesso da Enel. A IFELL faz o estudo de proteção no roteiro da ET 0005, com ART.
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