• Subestação retificadora móvel e “flex” para obras de expansão metroferroviária e testes de material rodante • O desenvolvimento em mais de duas décadas dos sistemas de amortecimento

Subestação retificadora móvel e “flex” para obras de expansão metroferroviária e testes de material rodante

Mesmo com todos os cuidados dos gerenciamentos de interfaces e de integração, naturalmente em todos os empreendimentos, há dependências entre os vários sistemas e obras, que podem prejudicar uma próxima etapa de implantação, custos e prazos para a conclusão do todo.

Devido às diferentes prioridades e necessidades, são grandes os riscos de ocorrerem defasagens entre os cronogramas, pois as implantações específicas e especializadas, geralmente são de diferentes contratos, com vários fornecedores de sistemas, materiais e serviços, para a sua fabricação, montagem, comissionamento e finalmente a disponibilização de: obras civis e acabamentos; rede de alimentação das subestações retificadoras; subestações retificadoras; sistemas auxiliares de baixa tensão para comando e controle; fornecimento e testes de novos trens; sistemas de telecomunicações; sistemas de sinalização e controle de movimentação de trens; etc.

Em novas implantações de estações, pátios e linhas de Metrô, quando do recebimento de novos trens, podem ocorrer, ainda não estarem disponíveis as subestações ou a rede interna de alimentação elétrica do Metrô.

Algumas das ampliações das linhas do Metrô de São Paulo, necessitam que os suprimentos de energia aos trens ocorram antes da plena construção, fornecimento, instalação, energização das suas subestações definitivas.

Quando do recebimento dos trens, o suprimento de energia em 1.500Vcc ou em 750Vcc e o 380Vca – trifásico, no pátio de manobras ou nas vias, é pré-condição para os testes locais nos trens.

Para a realização dos testes destes novos trens nas vias, da mesma forma, é necessário o suprimento de energia em ALBERT HAGA*, FREDERICO DE CARVALHO BRAGA**, WALTER COSTA TEIXEIRA PINTO***

1.500Vcc ou 750Vcc e o 380Vca – trifásico, nos pátios de manobras ou nas novas vias.

O Metrô de São Paulo projetou e implantou linhas com trens ou monotrilhos alimentados por 750Vcc (linhas 1, 2, 3, 15 e 17) e outras linhas alimentadas em 1.500Vcc (linhas 4 e 5).

A escolha da tensão de uma futura linha depende de vários outros fatores a serem avaliados na fase dos projetos básicos (figuras 1 e 2).

DESENVOLVIMENTO

Nas atividades de implantação de sistemas elétricos, para que os testes dos trens pudessem ser viáveis, de forma otimizada, desenvolvendo-se dentro dos prazos e cronogramas de obra previstos e em conformidade com os projetos desenvolvidos, em 2013 o Metrô de São Paulo fez a concepção, especificação, contratação e aquisição deste sistema/ equipamento, para atender a estas necessidades.

Figura 1

O projeto executivo foi desenvolvido pelo fornecedor e pelo Metrô de São Paulo prosseguindo com a fabricação, inspeção e comissionamento desta Subestação Retificadora Móvel, chamada simplificadamente de “Eletrocentro”, que consiste em uma sala elétrica modular e transportável, que chega pronta para a instalação em campo.

O uso do modelo “Eletrocentro”, contendo uma “subestação retificadora completa” (cubículos de manobra e proteção em média tensão, cubículos de retificadores e equipamentos de manobra corrente contínua, trafos, quadros de distribuição, alimentações auxiliares de comando etc.), necessita de mínimos recursos em campo, para a sua instalação e interligação dos cabos de potência com a rede e com a carga.

As aplicações de “Eletrocentros” estão se tornando comuns, como forma de controle de custos e otimização no prazo da implantação de projetos.

Pode ser de instalação e uso definitivo (fixo) ou para instalação e uso temporário (móvel).

Também é chamado de Power House, eHouse, Packaged Control Rooms, Switchgear House, Control Center ou Power Control Room, entre outros...

Assim, esta Subestação Retificadora Móvel (Eletrocentro) do Metrô-SP foi útil no auxílio aos testes e no início da circulação de trens no trecho implantado (com poucas restrições operacionais), antes mesmo da finalização das demais estações e subestações retificadoras definitivas.

SUBESTAÇÃO RETIFICADORA MÓVEL

1.Características construtivas

Estrutura para uso ao tempo, com teto, paredes, portas e revestimento térmico. Contendo os dois ambientes segregados: Sala de Cubículos e Painéis; Sala dos Transformadores.

Dimensões externas (comprimento x largura x altura): 13,00 x 4,15 x 4,55 m.

Peso aproximado: 35 toneladas.

Grau de Proteção: IP-55 (Sala de painéis) e IP-43 (Salas dos Transformadores).

Entradas e Saída dos Cabos de potência: Inferior

Tipo de Sistema de Aterramento: TN-S (figura 3). 2.Tensões de entrada “flex” (13,8 ou 22 kV) 13,8 kV da rede da Concessionária de energia, através dos cubículos de entrada interna (homologada). Sujeito ainda à avaliação (pela Concessionária) de disponibilidade de potência no local escolhido, e limitado a 2,5 MVA ou; 22 kV através da conexão com as saídas de uma subestação do sistema de alimentação elétrica do Metrô-SP, usando os disjuntores, proteções e cabos – uma para o transformador do Retificador e outra para o transformador de Serviços Auxiliares (figura 4).

Figura 4

3.Tensões de saídas “flex” (1.500Vcc ou 750Vcc)

Deve ser escolhido e manobrado para 1.500Vcc ou 750Vcc, com a simples mudança série ou paralelo dos fechamentos dos barramentos de corrente contínua e chave comutadora dos relés de proteção associados.

Também disponível 380/ 220Vca – trifásico para até 225kVA.

Cubículos de tração 1.500 / 750 Vcc (figuras 5, 6, 7, e 8).

4.Sala dos trafos

Transformador do Retificador, com entrada 13,8 kV e 22 kV (comutáveis), saída 585Vca, 2,77 MVA, Heavy traction - classe VI (100/150/300%).

Transformador de serviços auxiliares, com entrada 13,8 kV e 22kV (comutáveis), saída 380/ 220Vca - Trifásico, 225 kVA.

5.Sala de cubículos e painéis

Cubículos 13,8 kV com cubículos de medição e equipamentos de manobra

Figura 5 Figura 6

(disjuntores, seccionadoras, TC, TP etc.), com disjuntores, seccionadoras de média tensão para a entrada, e para a Concessionária, medições, proteções e saídas para os 2 transformadores.

Retificador à diodos, duas pontes de 6 pulsos, 750 Vcc/ 1.500 Vcc (comutáveis), 2,5 MW, Heavy traction - classe VI (100/150/300%).

Cubículos de saída 750 Vcc/ 1.500 Vcc, com dispositivos de comando e proteção, 2 disjuntores extra-rápidos, seccionadora de negativo. Corrente nominal de cada feeder: 3600A. Para a alimentação de tomadas ou via de testes dos trens.

Painéis de baixa tensão 380Vca, com disjuntores de saída em caixa moldada, para a alimentação de tomadas de testes de trens e alimentação dos circuitos auxiliares do eletrocentro.

Carregador de baterias 48Vcc e baterias para o sistema de comando e controle dos equipamentos do eletrocentro. Facilidade de eventual socorro com uso de quatro baterias automotivas.

6.Equipamentos auxiliares

Exaustor para a sala dos Trafos.

Ar condicionado para a sala de cubículos e painéis.

Iluminação interna e externa.

Iluminação de balizamento e extintores de incêndio.

Detecção de incêndio, acionadores e sinalização.

Quadros de baixa tensão 380/ 220Vca.

Carregador de baterias 48Vcc e baterias.

Cabos e componentes associados sob o piso falso (figura 9).

APLICAÇÕES DA SUBESTAÇÃO RETIFICADORA MÓVEL (ELETROCENTRO) DO METRÔ-SP

Possibilidade de escolha de uso de tensão de entrada em 13,8 ou 22 kV.

Possibilidade de escolha de uso de tensão de saída em 1.500 V ou 750 Vcc.

Suprimento de energia para os testes iniciais dos trens no Pátio de Manobras ou na via;

Alimentação provisória de um trecho inicial da linha, com restrições operacionais, em conjunto ou não, com outras subestações implantadas (limitações dependentes de estudos de características do trem, forma de operação etc. por exemplo, dois trens com limite de potência).

Quando as instalações definitivas (a serem implantadas) estiverem finalizadas e disponíveis, esta “Subestação Retificadora Móvel” pode ser desconectada, removida (com guindaste), e transportada/ remanejada (por carreta rebaixada).

Esta Subestação Retificadora Móvel, ainda poderá ser utilizada: em outro local, com obra de expansão; em pequena linha de testes de trens; como alternativa de alimentação para novos blocos manutenção dos trens nos pátios; como alternativa de alimentação em caso de falha do retificador do bloco de manutenção de trens de algum pátio; como alternativa de alimentação em caso de falha de subestação retificadora de extremo de linha ou duas subestações consecutivas (figuras 10 e 11).

Figura 10

Figura 11

USOS RECENTES DA SUBESTAÇÃO RETIFICADORA MÓVEL (ELETROCENTRO) DO METRÔ-SP

1.De 08/2015 a 07/2016, esta Subestação Retificadora Móvel já foi alugada para uso no VLT-Carioca (Rio de janeiro-RJ), viabilizando os prazos previstos para sua inauguração, que foi conjunta com as obras do Museu do Amanhã e trecho de via do VLT, todos como parte do Projeto Porto Maravilha, anteriores às Olimpíadas Rio 2016 (figuras 12 e 13).

Figura 12

Figura 13 2.Como parte das obras de expansão, a subestação retificadora da Estação Vila União-Linha 15-Prata do Metrô de São Paulo, estava em fase de implantação e comissionamento, a Subestação Retificadora Móvel (Eletrocentro) foi instalada temporariamente, próximo ao acesso norte (de 08/2017 a 04/2018), viabilizando rapidamente a alimentação 750Vcc e os testes com trens nas vias do trecho Camilo Haddad-Jardim Planalto (figuras 14, 15 e 16).

Figura 15

Figura 17

Figura 18

OUTROS TIPOS DE ELETROCENTROS VISITADOS - APLICAÇÕES

1.SPMar, Rodoanel Mário Covas (Ribeirão Pires/SP) - Instalação fixa/ definitiva de subestação, gerador, telecomunicações, supervisão e comando dos equipamentos do túnel. Alimentação e controle dos sistemas de ventilação, iluminação, câmeras, sonorização, estação meteorológica, painéis de mensagens (figuras 17 e 18). 2.VLT Carioca (Rio de Janeiro/RJ) - A Concessionária VLT Carioca optou pela execução de algumas subestações fixas/ definitivas, instaladas e contidas em Eletrocentros.

Subestação retificadora (cubículos 13,8kV, trafos, grupos retificadores, equipamentos de manobras), telecomunicações, telecomando e controle.

Exemplos: Subestação Candelária e Subestação Aeroporto (figuras 19 e 20). Figura 16

Figura 20 Figura 19

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] PIRES, CASSIANO LOBO - Engenharia Elétrica Ferroviária e Metroviária: do trólebus ao trem de alta velocidade - Ed. LTC-GEN - Rio de Janeiro - 2013.

[2] KIESSLING, PUSCHMANN, SCHMIEDER, SCHNEIDER - Contact lines for electric railways: Planning, design, implementation, maintenance - Publicis Publishing - Erlangen, 2nd edition, 2009.

[3] AEAMESP - Parte deste trabalho foi apresentado na 22ª Semana de Tecnologia Metroferroviária da AEAMESP (Associação dos Engenheiros e Arquitetos de Metrô), em 09/2016. * Albert Haga é engenheiro eletricista, especialização em Tecnologia Metroferroviária na Poli-USP e MBA em Excelência Gerencial na FIA. Especializado no setor de Projetos Executivos de Sistemas Elétricos na Gerência dos Empreendimentos – linhas 4 e 5 – Metrô-SP - DE/GE4 E-mail: imprensa@metrosp.com.br

** Frederico de Carvalho Braga é engenheiro eletricista, especialização em Tecnologia Metroferroviária na Poli-USP. Chefe do Departamento de Projetos Executivos da Gerência dos Empreendimentos – linhas 4 e 5 – Metrô-SP - DE/GE4 E-mail: imprensa@metrosp.com.br

*** Walter Costa Teixeira Pinto é engenheiro eletricista, especialização em Tecnologia Metroferroviária na Poli-USP e Pós-graduação em Eficiência Energética – Senai. Engenheiro Especializado no setor de Projetos Executivos de Sistemas Elétr icos na Gerência dos Empreendimentos – linhas 4 e 5 – Metrô-SP - DE/GE4 E-mail: imprensa@metrosp.com.br