Qual é o papel da subestação de energia na indústria?
Eficiência Energética

Qual é o papel da subestação de energia na indústria?

23.01.2024 | 12 minutos de leitura

A subestação de energia atua como um ponto-chave na rede de distribuição de energia elétrica. A sua principal função é ajustar a eletricidade proveniente das usinas de geração, a fim de adaptar a carga às necessidades específicas dos processos industriais.

As subestações também são fundamentais na gestão e no controle do fluxo de energia. Elas asseguram que a demanda industrial seja atendida de forma eficiente e contínua.

Leia o artigo abaixo para entender melhor esse tema!

O que é uma subestação de energia?

A subestação de energia é responsável por receber energia elétrica de alta tensão das linhas de transmissão e transformá-la em uma tensão mais baixa, adequada para o uso residencial, comercial ou industrial.

Além disso, as subestações cooperam ativamente na redistribuição de energia para outras subestações ou na transmissão de energia para longas distâncias.

Imagine uma grande fábrica de aço, localizada no polo industrial de uma cidade. Esta fábrica é um organismo complexo, com imensas fornalhas elétricas, laminadores, equipamentos de fundição etc.

No entanto, todo esse maquinário depende de uma fonte estável e confiável de energia elétrica. A subestação de energia elétrica atua justamente nesse quesito.

Além de converter a energia para uma tensão adequada, a subestação também possui um sistema de controle avançado.

Este sistema permite que engenheiros e técnicos da fábrica monitorem e ajustem, quando necessário, a quantidade de energia recebida.

Assim, em momentos de pico de produção, quando a demanda por energia é maior, a subestação pode fornecer mais eletricidade para a fábrica. Em períodos de menor atividade, a energia fornecida é reduzida, a fim de otimizar o consumo e diminuir custos.

Principais componentes de uma subestação de energia

Veja quais são os principais componentes de uma subestação de energia:

  • Transformadores: os transformadores são os principais encarregados de alterar os níveis de tensão da eletricidade;
  • Disjuntores: dispositivos de proteção que funcionam como interruptores automáticos. Eles são projetados para proteger os circuitos elétricos contra danos causados por sobrecarga ou curto-circuito;
  • Barramentos: condutores que servem como pontos centrais para a conexão de linhas de entrada e saída;
  • Relés de proteção: esses dispositivos monitoram o fluxo de eletricidade e acionam os disjuntores para interromper o circuito em caso de anormalidades, como sobrecargas ou falhas;
  • Chaves seccionadoras: utilizadas para isolar equipamentos para manutenção, as chaves seccionadoras garantem que uma parte do sistema possa ser desenergizada para segurança dos trabalhadores;
  • Equipamentos de controle e medição: incluem dispositivos para monitorar, controlar e medir os parâmetros elétricos na subestação, como voltímetros, amperímetros e dispositivos de controle remoto;
  • Sistema de aterramento: Ele protege o equipamento e os trabalhadores contra sobretensões e descargas elétricas;
  • Equipamentos de comunicação: essenciais para o monitoramento e controle remoto da subestação, uma vez que viabilizam a comunicação entre diferentes partes do sistema de energia.

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Funcionamento da subestação na distribuição de energia para a indústria

É essencial entender como essas instalações operam para garantir um fornecimento de energia eficiente e confiável para os diversos processos industriais.

Vamos explorar os aspectos-chave do funcionamento de uma subestação na distribuição de energia para a indústria.

Processo de transformação

A subestação é o ponto onde a energia elétrica é convertida e distribuída para atender às necessidades específicas da indústria. O processo começa com a recepção de energia elétrica em alta tensão das linhas de transmissão.

Os transformadores dentro da subestação convertem essa alta tensão em média ou baixa tensão, como já comentamos.

Essa energia transformada é então distribuída através de linhas de distribuição para as várias instalações industriais, alimentando máquinas e equipamentos.

Controle de voltagem

A manutenção de uma voltagem estável é de suma importância para os processos industriais. Flutuações de voltagem causam sérios danos aos equipamentos, pois resultam em paradas não programadas e perda de produtividade.

As subestações são equipadas com dispositivos de controle e proteção para assegurar que a voltagem fornecida permaneça dentro dos limites seguros, o que garante a operação contínua e eficiente dos processos industriais.

Capacidade de carga

O dimensionamento de uma subestação é um aspecto crítico para atender às demandas específicas da indústria. Ela deve ser projetada considerando a capacidade de carga máxima que a indústria necessita, com uma margem para acomodar o crescimento futuro.

Isso envolve um planejamento cuidadoso e a implementação de equipamentos capazes de suportar as cargas elevadas típicas de ambientes industriais.

A capacidade de carga adequada garante que a subestação consegue fornecer energia de maneira consistente e confiável, sem riscos de sobrecarga ou falhas.

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Papel da subestação na segurança energética da indústria

A segurança energética é um aspecto crítico para a continuidade e a eficiência dos processos industriais.

Veja como as subestações contribuem para a proteção do sistema energético industrial:

Resiliência do sistema

A resiliência do sistema de energia é um fator que contribui para manter a operação contínua da indústria. As subestações são projetadas para garantir a estabilidade do fornecimento de energia, mesmo com demandas variáveis e condições adversas.

Elas atuam como pontos estratégicos nos quais o fornecimento de energia é passível de ser monitorado, regulado e ajustado para garantir uma distribuição constante e confiável.

Além disso, as subestações modernas estão equipadas com tecnologia avançada, que permite a rápida detecção e resposta a qualquer irregularidade na rede, algo que contribui para a prevenção de quedas de energia e outros problemas que afetam os processos industriais.

Proteção contra falhas

Além de contribuir para a resiliência do sistema, as subestações possuem mecanismos de proteção para prevenir interrupções no fornecimento de energia. Isso inclui sistemas de proteção como disjuntores e relés, por exemplo.

Esses dispositivos de proteção são essenciais para evitar danos aos equipamentos da subestação e da indústria, bem como para minimizar o tempo de inatividade em caso de falhas.

A presença de redundâncias e caminhos alternativos para a distribuição de energia também contribui para a segurança energética, já que permite que a subestação redirecione o fluxo de energia em caso de problemas em uma parte da rede.

A importância da subestação de energia para a eficiência energética

Entenda a relação entre as subestações de energia e a eficiência energética:

Uso otimizado de recursos

Com tecnologias avançadas, minimizar as perdas de energia durante a transmissão e distribuição é uma realidade palpável. As subestações são capazes de ajustar a tensão e a corrente de forma eficiente para chegar a esse cenário.

Isso significa que menos energia é desperdiçada e mais é utilizada efetivamente nos processos industriais.

Além disso, sistemas de monitoramento e controle integrados possibilitam uma gestão mais precisa da energia, para que ela seja usada da forma mais eficiente possível.

Integração de energias renováveis

No contexto da crescente demanda por energias renováveis na matriz energética industrial, as subestações também são extremamente relevantes.

Afinal, elas facilitam a integração de energia gerada por fontes renováveis, como solar e eólica, na rede elétrica.

Isso não apenas ajuda a reduzir a dependência de combustíveis fósseis, mas também promove um uso mais sustentável dos recursos energéticos.

As subestações modernas são equipadas para lidar com a variabilidade inerente às fontes renováveis, a fim de assegurar que a energia fornecida à indústria seja estável.

Leia também: Converter BTU em watts: aprenda como fazer

Desafios e inovações nas subestações de energia

As subestações de energia, embora fundamentais para a distribuição de eletricidade, enfrentam uma série de desafios na era moderna. Alguns dos principais são:

  • Demanda crescente por energia: o aumento constante do consumo de energia desafia as subestações a fornecerem energia de maneira eficiente, em grandes quantidades, mantendo a estabilidade da rede;
  • Necessidade de modernização: muitas subestações operam com equipamentos antigos que precisam ser modernizados para atender aos padrões atuais de eficiência e segurança.

Simultaneamente, inovações tecnológicas estão transformando o modo como essas subestações operam. Esses avanços melhoram significativamente seu desempenho e eficiência.

Veja alguns exemplos de tecnologia aplicada nas subestações:

  • Digitalização e automação: a implementação de tecnologias digitais e sistemas automatizados permite um controle mais preciso, remoto e em tempo real das operações da subestação;
  • Tecnologias de armazenamento de energia: avanços em soluções de armazenamento, como baterias de grande escala, estão ajudando a gerenciar a intermitência das fontes renováveis;
  • Sistemas de monitoramento avançado: a adoção de sistemas de monitoramento avançado e IoT (Internet das Coisas) serve para detectar e prevenir falhas antes que ocorram, com o intuito de melhorar a confiabilidade.

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Autor

Abel Santos

Olá! Você ainda não me conhece? Muito prazer, eu sou o Abel Santos, parceiro da ABB Eletrificação e estou aqui para te ajudar a saber mais sobre todo o portfólio de produtos de Eletrificação, do Residencial ao Industrial! Confira os conteúdos exclusivos compartilhados aqui no Blog!

Informações sobre ABB

A Divisão de Eletrificação é líder mundial em produtos e soluções elétricas, opera em mais de 100 países, com mais de 200 locais de fabricação. Mais de 55.000 colaboradores estão dedicados a uma promover eletrificação segura, inteligente, sustentável e um futuro com zero emissões. Eletrificação está estruturada em 5 unidades de negócios que compõem o portfólio completo de produtos e soluções:

Distribution Solution, que contempla o portfólio de Média Tensão estão: painéis certificados, disjuntores, chaves e relés de média tensão, além de soluções para subestações de energia.

Smart Power por sua vez contempla o portfólio de produtos e soluções de Baixa Tensão, focado no fornecimento de soluções para a indústria: disjuntores, produtos de segurança, manobra e controle.

A unidade de Smart Buildings tem como missão fornecer produtos e soluções residenciais e prediais que apoiem na segurança e automatização da sua casa ou escritório, como por exemplo minidisjuntores, quadros elétricos, interruptores e tomadas e a linha de automação residencial KNX.

A unidade de E-mobility fornece as soluções mais modernas do mercado para carregamento veicular, fornecendo recarga de carros particulares a utilitários elétricos.

Para finalizar a unidade de Serviços, responsável pelo atendimento de reparo e manutenção de produtos do portfólio.

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