Um hospital enfrenta uma queda de energia devido a uma tempestade. Em pouco tempo, suas baterias e geradores começarão a alimentar as salas de cirurgia, sala de dados e resfriadores enquanto o fornecimento principal está desconectado para que a energia não volte para a linha danificada. No momento em que a concessionária retorna, a instalação deve se reconectar à rede sem contratempos; mas isso não acontece porque as baterias ou geradores atuam sozinhos. Isso é possível com a ajuda de equipamentos de manobra em conjunto com sistemas de controle que são responsáveis pelos dispositivos.
Pode parecer que equipamentos de manobra de microrede implicam um tipo especial de armários. Na verdade, equipamentos de manobra de microrede representam o arranjo, classificação e regulação de aparelhos de proteção elétrica padrão em uma instalação de múltiplas fontes de forma que permite operação contínua em modo conectado à rede e modo isolado.
Neste guia, os equipamentos de manobra de microrede serão explicados em detalhes, incluindo a arquitetura elétrica, sequência de isolamento e conexão, razões pelas quais as configurações de proteção tradicionais falham no caso de trabalhar com inversores, e requisitos para construtores EPC.
Então, o que são equipamentos de manobra de microrede? São equipamentos de manobra de baixa ou média tensão que conectam as fontes e cargas da microrede. Conectados ao controlador da microrede, os equipamentos de manobra abrem o circuito em caso de falha da rede e permitem que fontes de energia locais alimentem a instalação em modo autônomo; somente após operações de sincronização, quando tudo está pronto para reconexão, os equipamentos de manobra permitem que se conectem à rede. A diferença em relação aos equipamentos de manobra convencionais não está no design, mas na coordenação de proteção e aparelhos de manobra em uma instalação de múltiplas fontes.
O que são equipamentos de manobra de microrede?
De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, uma microrede é composta por cargas interconectadas e recursos de energia distribuída contidos em limites elétricos específicos e é capaz de operar de forma independente ou ao lado da rede como um sistema funcional capaz de conectar e desconectar da rede (Ton e Smith, A Iniciativa de Microrede do Departamento de Energia dos EUA). Os equipamentos de manobra são o que estabelece os limites físicos respectivos da microrede.
Como os Equipamentos de Manobra de Microrede Diferem dos Equipamentos de Manobra Convencionais
No caso do tipo convencional de equipamentos de manobra de distribuição, assume-se que existe apenas uma fonte principal. A concessionária fornece energia para as cargas e a corrente de falha também é fornecida pela concessionária com a ajuda de proteção definida com base nessa premissa. O conceito de microrede quebra todas as três suposições mencionadas anteriormente. Assim, a energia pode fluir através do alimentador em ambas as direções, correntes de falha podem se originar de diferentes fontes simultaneamente, e seu valor muda quando o local está desconectado da rede.
O equipamento em si pode parecer semelhante, pois ainda compreende entradas, seções de barramento, disjuntores de alimentação e relés, mas as especificações de desempenho são diferentes. Cada fonte deve ter seu próprio disjuntor e medição, o design do layout do barramento deve permitir a adição ou eliminação de fontes, e o sistema de proteção deve ser capaz de operar em ambos os modos de operação.
O Papel dos Disjuntores, Relés e Controladores de Microgrid
As três camadas funcionam juntas para produzir uma ação desejada. Os disjuntores realizam a função de comutação e acionam as interrupções de falha. O relé de proteção determina a ocasião específica em que o disjuntor deve ser acionado para eliminar a falha. O controlador de microgrid determina quando alternar entre estados, como passar dos estados conectados à rede para os estados de ilha e também quais dispositivos devem ser iniciados primeiro. O relé realiza sua ação em milissegundos, enquanto o controlador gerencia a operação de todo o local.
Disjuntores de Microgrid de Baixa vs Média Tensão
| Recurso | Microgrid de baixa tensão | Microgrid de média tensão |
| Tensão típica | 400 V (IEC) ou 480 V (América do Norte) | 10 kV, 11 kV, 13,8 kV, 33 kV e similares |
| Locais típicos | Edifícios comerciais, fábricas, campi, hospitais | Grandes locais industriais, alimentadores de utilidade, comunidades remotas |
| Dispositivo de comutação principal | Disjuntores a ar e disjuntores de caixa moldada em quadros de distribuição | Disjuntores a vácuo em equipamentos de distribuição metálica |
| Proteção | Muitas vezes, unidades de disparo integradas aos disjuntores, além de relés separados no PCC | Relés de proteção separados alimentados por CTs e VTs |
| Principal norma IEC | IEC 61439-2 | IEC 62271-200 |
Normalmente, um estabelecimento comercial requer um quadro de distribuição de microgrid que pode ser operado com uma tensão de 400 V, enquanto para um local industrial é necessário um microgrid de equipamentos de distribuição de média tensão de 11 kV. Eles diferem em vários aspectos, incluindo os níveis de falha, tecnologia de interrupção, filosofia de proteção e custo. Um diagrama genérico não pode ser entendido para ambos os tipos de locais, portanto, o nível de tensão deve ser estabelecido primeiro antes de selecionar o equipamento a ser utilizado.
Como o Sistema de Microgrid Opera
A diagrama de linha simples direto de microgrid para um local comercial ou industrial regular é composto por:
Conexão de serviço à rede elétrica no disjuntor do ponto de acoplamento comum com medição de receita
Barramento do disjuntor principal, geralmente separado em seções por disjuntores acopladores de barramento
Alimentador de PV solar: saída do inversor passando pelo seu próprio disjuntor
Alimentador do sistema de armazenamento de energia em bateria (BESS): saída do PCS passando pelo seu próprio disjuntor, na maioria das vezes com um transformador elevador em MV
Gerador de entrada: disjuntor com controles de sincronização
Alimentadores de carga crítica junto com alimentadores de carga não crítica (descarregável)
Controlador de microgrid e relés de proteção ajudando a gerenciar tudo o que foi mencionado acima.
Enquanto este endereço aqui é um layout conceitual do diagrama unifilar da microrede, deve-se notar que um diagrama unifilar real deve incluir transformadores, PCS, aterramento, pontos de sincronização e transformadores de instrumento necessários devido à tensão e ao design do sistema de microrede em consideração.
Rede de Utilidade e Ponto de Acoplamento Comum (PCC)
O ponto de conexão comum é onde a microrede se liga à utilidade. O disjuntor PCC no local torna-se o dispositivo de comutação mais crucial. Sua abertura fará a ilha, e seu fechamento conectará novamente à rede. Ele possui, em geral, os sistemas de proteção, medição e intertravamento exigidos pela empresa de utilidade, as configurações de seus relés são obtidas a partir da aprovação da utilidade.
Interfaces de Armazenamento de Energia Solar PV e Bateria
Inversores PV e sistemas de conversão de energia BESS conectam-se através de disjuntores dedicados. Em média tensão, cada um normalmente se conecta através de um transformador elevador, frequentemente embalado em uma subestação compacta. O guia da Subian para o subestação compacta de armazenamento de energia cobre essa interface em detalhes. Para o equipamento de manobra, o ponto importante é que fontes baseadas em inversores se comportam de maneira muito diferente de máquinas rotativas durante falhas, o que é abordado na seção de proteção abaixo.
Geradores Diesel e Fontes de Backup
Geradores elétricos produzem altos níveis de correntes de falta e regulam efetivamente a tensão e a frequência, simplificando assim a proteção em ilhas. Além de ter seu próprio disjuntor de entrada, eles também requerem proteção de gerador e dispositivos de sincronização para operar em paralelo com outras fontes ou com a rede elétrica, se permitido.
Controlador de Microrede, Barras Coletoras e Cargas Críticas
Um requisito essencial para a ilhamento de microrede é a existência de uma fonte capaz de produzir tensão e frequência de forma autônoma. Isso significa que ou o gerador ou o inversor de bateria deve ser configurado como formador de rede. A maioria dos inversores PV, assim como muitos inversores BESS, opera de maneira a seguir a rede, o que significa que eles estão rastreando a tensão já existente e não conseguem realizar o ilhamento por conta própria. Adicionar mais disjuntores não muda a situação. O controlador então trabalha controlando a ilha através do despacho de unidades de geração e alívio de carga para manter a demanda dentro dos limites das capacidades da fonte formadora de rede.
Comutação de Múltiplas Fontes: Operação Conectada à Rede vs Operação em Ilha
As Quatro Etapas de Operação
| Estágio | Ação do equipamento de manobra | Prioridade de controle |
| Operação normal conectada à rede | Disjuntor PCC fechado de acordo com a estratégia de operação | Troca de energia, proteção e medição |
| Falha na rede | Distúrbio na rede detectado e disjuntor PCC aberto pela lógica de proteção | Prevenir exportação não intencional para a rede de utilidade desenergizada |
| Operação em ilha | Fontes locais e alimentadores de carga despachados, cargas não críticas desconectadas se necessário | Frequência, tensão e equilíbrio de carga |
| Restauração da rede | Disjuntor PCC refeito após a confirmação das condições de reconexão | Sincronização, intertravamentos e restauração da proteção em modo de rede |
Operação Típica Conectada à Rede
Com o PCC fechado, a utilidade mantém a tensão e a frequência. PV e BESS operam como recursos que seguem a rede, e o controlador gerencia a importação e exportação, enquanto a proteção contra a grande corrente de falta fornecida pela rede está em vigor.
O que Esperar em Caso de Falha na Rede de Utilidade?
O sistema de proteção no PCC detecta tensão e/ou frequência anormais e abre o disjuntor no PCC. Recursos distribuídos não devem energizar a rede de utilidade que perdeu seu fornecimento principal. A IEEE 1547 define os requisitos de interconexão para recursos de energia distribuída, incluindo sua reação a eventos atípicos da rede e processos de ilhamento.
Ilhamento e Fornecimento de Cargas Críticas
Uma vez que a ilha é formada, o recurso formador de rede assume o controle sobre a tensão e a frequência, enquanto outros recursos o seguem, com o controlador desconectando cargas em caso de fornecimento insuficiente. Se cargas críticas passam por uma interrupção depende do projeto. Sistemas com BESS formadores de rede pré-sincronizados conseguem ter uma operação mais suave do que sistemas que aguardam a partida de geradores. Nenhuma micro-rede pode ser designada como uma unidade de zero-interrupção a menos que seu PCS, esquema de controle e métodos de transição tenham sido testados.
Sincronização Segura e Reconexão
Quando a concessionária retorna, o controlador aguarda uma tensão e frequência de rede estáveis e sincroniza a tensão, frequência e ângulo de fase da ilha com a rede antes que o disjuntor do PCC seja fechado. As configurações de proteção retornam ao modo conectado à rede então. Intertravamentos impedem que o PCC seja fechado de forma não sincronizada, o que poderia levar a danos em geradores e transformadores.
Proteção de Chave de Micro-rede: Por que Configurações Convencionais Podem Falhar
É aqui que os projetos de micro-rede costumam dar errado.
Proteção contra Sobrecorrente e Falha à Terra
Sistemas regulares de relé de sobrecorrente baseiam-se na ideia de que falhas criam correntes muito maiores do que as cargas normais, e isso se aplica a sistemas conectados à rede. No entanto, quando se trata de sistemas de ilha que usam apenas inversores, isso pode não ser verdade. Pesquisas realizadas nos Laboratórios Nacionais Sandia revelaram que a tecnologia de inversores geralmente tem limitações que resultam em cerca de 1,1 a 2,5 vezes a corrente nominal durante falhas e, portanto, sistemas regulares de proteção contra sobrecorrente podem não operar em uma micro-rede onde a geração baseada em inversores é amplamente utilizada (Sandia, Teste Experimental de Falhas em Micro-rede com Múltiplos Inversores). É difícil diferenciar entre corrente de falha e correntes de carga quando a corrente de falha é marginalmente maior do que a corrente de carga.
Proteção Direcional para Múltiplas Fontes de Energia
Com fontes em vários alimentadores, a corrente de falha pode chegar de mais de uma direção. Relés não direcionais podem então desarmar um alimentador saudável. A proteção contra sobrecorrente direcional permite que cada relé responda apenas a falhas em sua própria zona protegida, o que mantém a desativação seletiva.
Proteção Adaptativa em Modos Conectados à Rede e de Ilha
Devido ao fato de que o nível de falha em ambos os modos de operação difere significativamente, muitas micro-redes dependem de proteção adaptativa, na qual cada relé de proteção contém grupos de configuração separados. A seleção do grupo ativo é baseada no status do controlador ou do disjuntor do PCC, tornando necessário usar valores de disparo mais baixos durante o modo de operação da ilha. A comunicação deve ser confiável em esquemas adaptativos e deve ser confirmada durante o processo de comissionamento.
Verificação de Sincronismo e Intertravamentos de Reconexão
Relés de verificação de sincronismo supervisionam cada disjuntor que pode conectar dois sistemas energizados: o PCC, entradas de gerador e, em alguns projetos, acopladores de barramento.
| Função de proteção | Código ANSI | Principal propósito em uma micro-rede |
| Sobrecorrente de fase | 50/51 | Proteção contra falhas de fase, com configurações dependentes do modo |
| Falha à terra | 50N/51N | Proteção contra falhas à terra, sensível ao arranjo de aterramento em cada modo |
| Sobrecorrente direcional | 67 | Discriminação de direção de falha com múltiplas fontes |
| Sub/overvoltagem | 27/59 | Detecção de tensão anormal, incluindo no PCC |
| Sub/overfrequência | 81U/81O | Detecção de frequência anormal, suporte à detecção de ilhas |
| Verificação de sincronismo | 25 | Permite o fechamento de dois sistemas energizados apenas dentro de limites estabelecidos |
| Potência reversa ou direcional | 32 | Limites de exportação e proteção de direção de potência |
Qual relé de proteção de microrede funções são necessárias, como são configuradas e se podem detectar correntes de falha baixas devem vir de um estudo de coordenação de proteção para o sistema específico. Uma lista de códigos ANSI é um ponto de partida para o estudo, não um substituto para ele.
Equipamento de Distribuição de Microrede vs ATS vs Unidade de Anel Principal
Interruptor de Transferência Automática para Suprimento de Backup
Um interruptor de transferência transfere automaticamente a eletricidade da fonte regular para a fonte de backup e vice-versa. Ele conecta um barramento de carga a duas fontes, mas não gerencia geração de PV, armazenamento ou exportação para a rede elétrica. É possível integrar um interruptor de transferência de microrede operação em uma microrede; portanto, um ATS não pode ser chamado de microrede em si.
RMU para Distribuição de Média Tensão
Uma unidade de anel principal comuta e isola alimentadores de MT e protege transformadores de distribuição, geralmente com interruptores de carga e fusíveis ou pequenos disjuntores. Esta unidade se destaca no que faz, mas não é projetada para coordenação de múltiplas fontes ou proteção adaptativa.
Equipamento de Microrede para Coordenação de Múltiplas Fontes
| Recurso | ATS | Unidade de anel principal | equipamento de microrede |
| Trabalho principal | Transferir uma carga entre duas fontes | Comutação de anel de MT e proteção de transformador | Conectar, isolar e proteger várias fontes e cargas |
| Número de fontes | Dois | Geralmente uma rede a montante | Várias, incluindo rede, PV, BESS e geradores |
| Ilhamento com controle de exportação | Não | Não | Sim, sob um controlador de microrede |
| Proteção | Básico | Fusíveis ou relés de disjuntores | Coordenados, muitas vezes adaptativos e direcionais |
Os três não são mutuamente exclusivos. Um projeto pode usar RMUs em seu anel de MT, ATSs para pequenas cargas de segurança e equipamento de microrede no barramento principal.
Siemens, Schneider e Eaton: Arquiteturas de Comutação de Microrede
Diferentes fabricantes oferecem vários pacotes. O conteúdo público sobre este produto fornece uma visão geral das várias opções para sua construção.
Painéis de Distribuição Integrados de Microrede Siemens
Em 29 de outubro de 2026, a Siemens lançou seu Painel de Distribuição Integrado de Microrede (MIS) que possui as funções integradas de potência, proteção e controles de microrede. O sistema emprega um controlador SICAM A8000, proteções de relé SIPROTEC e construção UL 891 no processo. A empresa afirma que melhora a coordenação entre utilidade, gerador, PV solar e armazenamento de bateria, incluindo ilhamento, partida a frio e resposta à demanda. Ele afirma que o processo de design do equipamento se desloca do local de construção para a fábrica.
Schneider Electric EcoStruxure Microgrid Flex
Schneider Electric EcoStruxure Microgrid Flex é comercializado pela empresa como uma solução padronizada, que combina armazenamento de bateria, software, análises e Centro de Controle de Energia (ECC). Tem como objetivo reduzir o período entre a especificação e a comissionamento.
Soluções de Microrede Eaton Power Xpert
A Eaton afirma fornecer o controlador Power Xpert microgrid, que ajuda a automatizar a sequência de cargas e fontes. A empresa publicou seu caso sobre o uso de quadro de microgrid em hospital.
Integração de Hardware vs Arquitetura Baseada em Controlador
| Abordagem | Como funciona | Pontos Fortes | Compensações |
| Quadro integrado | Controlador, relés e distribuição construídos e testados como uma unidade de fábrica | Menos integração no local, comissionamento mais rápido | Melhor adequado para configurações padrão |
| Baseado em controlador | Controlador separado supervisiona o equipamento de manobra de um ou mais fornecedores | Flexível para locais complexos, MV ou retrofit | Mais engenharia de site e testes de integração |
O Sistema de Produto de Equipamento de Manobra de Baixa Tensão da Mitsubishi Electric oferece uma variedade de opções para produtos de quadro de baixa tensão. A Siemens utiliza configuração de equipamento de manobra feita de acordo com as especificações IEC, juntamente com o uso de um controlador separado e mecanismo de relé, enquanto a Subian Electric é um fabricante independente e não tem afiliação com a Siemens, Schneider Electric ou Eaton.
Regulamentações IEC e IEEE Relacionadas ao Equipamento de Manobra em Microgrids
O primeiro é a IEC 61439-2, norma para equipamentos de manobra e conjuntos de controle de baixa tensão. Esses quadros de baixa tensão atuam como os barramentos principais para a maioria das microgrids modernas.
A segunda norma é a IEC 62271-200, referente a equipamentos de manobra AC enclausurados em metal para tensões de serviço superiores a 1 kV e chegando até 52 kV. Esta norma refere-se a equipamentos de manobra para microgrids de média tensão.
A norma IEEE 2030.7-2017 trata das particularidades de operação dos controladores de microgrid, focando em suas duas principais funções: a transição entre condições de operação e a implantação de ativos de microgrid.
A última norma, IEEE 2030.8-2018, concentra-se em testar os controladores de microgrid quanto às funções mencionadas acima.
A IEEE 1547-2018 diz respeito às interconexões e interoperabilidade dos recursos de energia distribuída conectados à rede.
Essas normas são de diferentes níveis. Um quadro construído em conformidade com a IEC 61439-2 não é necessariamente um controlador de microgrid, e um controlador de microgrid em conformidade com a norma IEEE 2030.7 não prova que o equipamento de manobra instalado ao seu redor está classificado corretamente. Uma microgrid plenamente desenvolvida requer equipamentos compatíveis de todos os níveis e um teste de sistema.
Equipamento de Manobra de Microgrid para Aplicações Solares, BESS e Industriais
Microgrids Solares PV com Armazenamento de Energia em Bateria
Microgrids Solares PV e Armazenamento de Energia em Bateria dependem fortemente do inversor, o que significa que em modo ilha, o Sistema de Armazenamento de Energia em Bateria (BESS) atua como a fonte de energia da rede, enquanto apenas a ocorrência de corrente de falha apresenta desafios para a proteção. O equipamento utilizado no BESS também deve lidar com o fluxo de energia em ambas as direções através do disjuntor do circuito alimentador.
Configurações Industriais e Cargas Essenciais
Instalações com maquinário pesado precisarão ter normas de equipamento de manobra e geração de energia adequadas para as cargas durante a operação do motor em modo ilha. Cortar cargas ajuda a garantir que as cargas possam operar apesar das mudanças que possam ocorrer.
Áreas Remotas e Sistemas de Energia Fora da Rede
Se houver falta de conexão com a rede elétrica local, o sistema permanecerá em modo ilha. Mesmo que o ponto de acoplamento comum (PCC) desapareça, dispositivos de proteção e o programa de despacho ainda estarão em uso.
Microgrids Comerciais e de Campus
Hospitais, instalações de TI, universidades e universidades podem ter seus próprios sistemas de fornecimento de energia na forma de instalações locais de produção de energia renovável, Sistemas de Armazenamento de Energia em Baterias (BESS) e geradores para permitir a operação ininterrupta do sistema.
Como Especificar Equipamentos de Comutação de Microgrid para um Projeto EPC
Tensão, Corrente de Barramento e Classificações de Curto-Circuito
Ao determinar a classificação para os barramentos, a saída combinada máxima de todas as fontes deve ser avaliada e não apenas a saída da concessionária.
A classificação para resistência a curto-circuito também deve ser conhecida em relação ao que é considerado o pior cenário, que é provavelmente quando todas as máquinas em operação estão conectadas à concessionária.
Número de Fontes de Entrada e Configuração do Disjuntor
Para cada fonte de energia e cada grupo de carga que deve ser ligado ou desligado pelo controlador, o número de disjuntores deve ser determinado. Além disso, deve-se considerar uma margem para futuras adições de sistemas fotovoltaicos ou outros sistemas de armazenamento no projeto do sistema.
Tome uma decisão sobre se um acoplador de barramento é necessário para separar cargas críticas.
Requisitos de Relé de Proteção e Comunicação
As funções dos relés de proteção, grupos de configuração para cada modo operacional e métodos de comunicação dos relés de proteção para o controlador e SCADA, como IEC 61850 ou Modbus, devem ser definidos no projeto de controle do projeto.
Intertravamento, Testes e Comissionamento
O projeto de controle do projeto deve definir e estabelecer os intertravamentos elétricos e mecânicos nos disjuntores de PCC, gerador e acoplador de barramento. Além disso, os testes de aceitação de fábrica e os testes no local para cada estado transitório: conexão à rede, ilhamento e partida a frio, devem ser especificados.
Lista de Verificação de RFQ para Fornecedores de Equipamentos de Comutação de Microgrid
| Item | O que fornecer ou especificar |
| Diagrama unifilar do sistema | Todas as fontes, cargas, transformadores e localização do PCC |
| Tensão e frequência | Tensão nominal, maior tensão para equipamentos, 50 ou 60 Hz |
| Fontes | Tipo e classificação de cada fonte: concessionária, PV, BESS, gerador; qual é formadora de rede |
| Classificações | Corrente de barramento, resistência a curto-circuito, classificações de disjuntor para cada caminho |
| Aterramento | Aterramento do sistema em modos conectados à rede e ilhados |
| Proteção | Funções do relé, grupos de configuração, resultados do estudo de coordenação |
| Controles e comunicação | Escopo e fornecedor do controlador, protocolos, interface SCADA |
| Sequências operacionais | Ilhamento, reconexão, redução de carga e lógica de partida a frio |
| Normas e testes | IEC 61439-2 ou IEC 62271-200, critérios de aceitação de fábrica e no local |
| Ambiente e invólucro | Interno ou externo, classificação IP, faixa ambiente, altitude |
Equipamentos de Comutação de Média e Baixa Tensão da Subian Electric
A Subian Electric fabrica o hardware de comutação que forma a espinha dorsal de uma microrede baseada em IEC: os alimentadores, seções de barramento e compartimentos de proteção. Controladores e esquemas de proteção são especificados para cada projeto com o integrador de sistemas.
KYN28A-12 para Aplicações de Alimentadores e Disjuntores MV
enrolamento Equipamento de comutação metálico KYN28A-12 retirável é um design metálico de 12 kV, 50 Hz com disjuntores a vácuo retiráveis e intertravamento de cinco prevenções. Em uma microrede MV, ele se adapta ao alimentador PCC, gerador e alimentadores BESS, com o esquema de relé configurado para cada projeto. Pode ser emparelhado com a Subian’s disjuntor a vácuo VS1 interno. Onde um anel MV distribui energia ao redor de um local, o unidade de anel HXGN15-12 pode atender os alimentadores de transformadores.
GCS e MNS para Sistemas de Distribuição LV
Para microredes de baixa tensão, o Equipamento de manobra de baixa tensão GCS retrátil (380/660 V, até 4000 A) e o equipamento de comutação de baixa tensão MNS retirável (380/660 V, até 6300 A) são construídos de acordo com a IEC 61439 e GB 7251. Suas unidades funcionais retiráveis tornam prático alocar caminhos separados para utilidade, PV, BESS, gerador e circuitos de carga crítica.
Interfaces de Engenharia para Integração de Microredes
Onde fontes se conectam em MV, a Subian’s subestação pré-fabricada série YB combina o transformador com equipamentos MV e LV em um único invólucro. Para cada projeto, a Subian constrói o equipamento de comutação de acordo com o diagrama unifilar aprovado, com compartimentos de disjuntores, provisões de CT e VT, fiação auxiliar e intertravamentos preparados para os relés de proteção e controlador especificados pelo projetista do sistema. A gama mais ampla está listada sob equipamentos de manobra de alta e baixa tensão.
Perguntas Frequentes
O que é equipamento de comutação de microrede?
Os interruptores de escalonamento e isolamento e dispositivos de proteção de tipo LV e MV conectam fontes de energia e pontos de carga da microrede que estão sob controle do gerente da microrede.
Como funciona o equipamento de comutação de microrede?
Disjuntores conectam cada grupo de fonte e carga a um barramento comum. Condições de falha são eliminadas por relés, enquanto o controlador abre o disjuntor PCC, em casos de falha da rede, opera fontes locais em modo ilha e as reconecta à rede após a sincronização.
Uma microrede pode operar sem a rede de utilidade?
Sim, é verdade se possuir uma fonte que possa determinar tensão e frequência – por exemplo, um gerador ou inversor de bateria formador de rede – nível de potência suficiente para permitir as cargas críticas e proteção que lide com os níveis de falha da ilha.
Qual é a diferença entre equipamento de comutação de microrede e um ATS?
Um ATS transfere uma carga entre duas fontes. O equipamento de comutação de microrede coordena várias fontes e cargas, controla a exportação para a rede e suporta a formação de ilhas e reconexão sob um controlador.
Como a proteção da microrede muda durante a formação de ilhas?
A corrente de falha geralmente diminui, às vezes para apenas 1,1 a 2,5 vezes a corrente nominal de fontes de inversores, então os relés frequentemente mudam para grupos de configuração mais sensíveis e dependem mais de funções direcionais, de tensão e frequência.
Uma microrede precisa de um inversor formador de rede?
É necessário uma fonte formadora de rede para operar como uma ilha. Isso pode ser um inversor formador de rede, geralmente em um BESS, ou um gerador síncrono. Inversores fotovoltaicos seguidoras de rede não podem formar uma ilha sozinhos.
Qual é o ponto de acoplamento comum em uma microrede?
É o ponto onde a microrede se conecta à rede da concessionária. O disjuntor PCC abre para formar uma ilha e fecha para reconectar, sob proteção e controles de sincronização aprovados pela concessionária.
Quais normas se aplicam ao equipamento de manobra de microrede?
IEC 61439-2 para montagens de LV, IEC 62271-200 para equipamentos de manobra de MV em metal, IEEE 2030.7 e 2030.8 para controladores de microrede e seus testes, e IEEE 1547 para interconexão de recursos energéticos distribuídos.
Referências
- Departamento de Energia dos EUA: A Iniciativa de Microrede do Departamento de Energia dos EUA (Ton e Smith)
- Laboratórios Nacionais Sandia: Teste Experimental de Falhas em Microrede com Múltiplos Inversores
- NREL: Destaques da Norma IEEE 1547-2018
- Norma IEEE 2030.7-2017 para a Especificação de Controladores de Microrede
- Norma IEEE 2030.8-2018 para o Teste de Controladores de Microrede
- IEC 61439-2:2020 Conjuntos de equipamentos de manobra e controle de potência
- IEC 62271-200:2021 Equipamento de manobra em metal AC acima de 1 kV e até 52 kV
Conclusão
equipamento de microrede é determinado pelo seu funcionamento e não pela sua forma física; deve ser capaz de transmitir eletricidade de várias fontes em ambas as direções, desconectar-se da rede com segurança quando necessário, alimentar aplicações críticas com fornecimento insuficiente quando isoladas da rede e, em seguida, reconectar-se a ela seguindo normas de segurança. A operação decorre da existência de uma fonte de energia formadora de rede, um dispositivo de proteção que não desliga devido aos limites do inversor e um controlador.
Pontos-chave a serem observados:
O disjuntor PCC define a operação da ilha, enquanto tudo o mais depende de seus meios de proteção e controle.
A ilha deve ser fornecida com uma fonte de energia formadora de rede; disjuntores não são suficientes para isso.
A corrente do inversor no momento da falha não excede 1,1 – 2,5 de sua corrente nominal; assim, a proteção da microrede deve ter configurações especiais dependendo do modo de operação e deve ser verificada por meio de um estudo de coordenação.
Um ATS, um RMU e um equipamentos de manobra de microrede servem a diferentes propósitos, mas podem ser usados no mesmo projeto.
Fale sobre a microrede de LV e MV separadamente, garantindo que as classificações, procedimentos operacionais e critérios de teste sejam fornecidos na RFQ.
A Subian Electric é um parceiro confiável para projetar equipamentos de manobra de microrede de acordo com seus diagramas de conexão, entre em contato com a Subian Electric se houver uma lista das fontes de energia, nível de tensão e requisitos de proteção. O departamento de engenharia aprovará o projeto e enviará os desenhos e um orçamento para o equipamento de manobra.