A construção e operação de um parque eólico requer um grande número de componentes técnicos que transportam a eletricidade gerada de forma segura, confiável e econômica para a rede. Um dos componentes mais importantes – e muitas vezes subestimados – são os cabos de média tensão. Eles formam a espinha dorsal da cabeação interna do parque e garantem que cada turbina eólica conduza sua eletricidade com segurança até o ponto de conexão da subestação ou da rede, com baixas perdas.
Este guia explica de forma compreensível:
Cada turbina eólica gera energia elétrica no nível do gerador (tipicamente entre 400 V e 1.000 V). Isso é transformado para tensão média (geralmente 20 kV ou 30 kV, mais raramente 10 kV ou 33 kV) por meio de um transformador na planta ou torre.
A razão para usar a tensão média:
- Menores perdas de transmissão: Tensão mais alta = correntes menores = menor perda de calor.
- Seções transversais econômicas de cabo: Para tensão média, seções de condutor menores são suficientes do que para baixa voltagem, o que reduz custos.
- Compatibilidade de rede: Os pontos de conexão da rede dos operadores do sistema de distribuição geralmente operam na faixa de média tensão.
- Estrutura de estacionamento segura e robusta: Cabos de média tensão são projetados para as capacidades de transmissão necessárias e aumentam a confiabilidade operacional.
Resumindo: sem cabos de média tensão, a cabeação interna de um parque eólico não seria tecnicamente viável.
Cabos de média tensão têm várias funções centrais no parque eólico:
2.1 Transmissão de energia da turbina eólica para a rede do parque
Eles se conectam:
- Turbinas eólicas → chicote de fiação coletor
- Chicotes de cabos de coleta → centro de controle de estacionamento / estação de transferência
- Estação de transferência → subestação / conexão à rede
2.2 Possibilitando a troca de anel ou fio
Parques eólicos são tipicamente chamados de:
- Sistema de anel (maior confiabilidade) ou
- Sistema de trecho (mais econômico)
Wired. Cabos de média tensão devem suportar conceitos adequados de comutação e proteção para isso.
2.3 Comunicação e controle
Muitos cabos de média tensão contêm cabos integrados de fibra óptica para :
- Comunicação com a planta
- Conexão com o centro de controle de rede
- Monitoramento, segurança e controle
2.4 Aterramento e ligação equipotencial
A trança de blindagem dos cabos adota:
- Dissipação de correntes residuais
- Controle potencial
- Redução de influências eletromagnéticas
Os cabos de média tensão mais comuns no parque eólico são:
3.1 Tipos de Cabos
-
N2XSY / NA2XSY
Condutores de cobre ou alumínio, isolamento XLPE, amplamente usados na faixa de vento (10–30 kV).
-
N2XSEY / NA2XSEY
Com estanqueidade longitudinal e transversal – útil para solos úmidos.
-
Cabos com faixas de fibra óptica
Solução combinada para energia + dados.
3.2 Níveis comuns de tensão
- 20 kV (padrão na Alemanha)
- 30 kV (importância crescente para parques grandes)
- 33 kV (comum para projetos internacionais)
3.3 Métodos de colocação
- Sepultamento direto
- Instalação no tubo protetor
- Bandejas de cabos (raras, principalmente na área de subestações)
- Passagens inferiores (método de perfuração nivelada, HDD)
É aqui que começa a parte crucial, pois erros no planejamento dos cabos estão entre os problemas mais caros na construção de parques eólicos.
4.1 Cálculo de Carga e Perda
Aspectos chave:
- Seção transversal do cabo de acordo com a capacidade de transporte de corrente
- Capacidade de carga dependente da temperatura
- Acumulação e fais paralelas
- Manutenção de Tensão e Cálculo de Queda de Tensão
4.2 Planejamento Topológico (Anel vs. Fita Branca)
Fiação em anel:
- Maior disponibilidade
-
Em caso de danos no cabo, o parque permanece parcialmente em operação
– Maior esforço e custos maiores
Cabeamento de fios:
4.3 Análises de Solo e Geologia
O solo afeta:
- Dissipação de calor
- Profundidade de colocação
- Medidas de proteção
- Vida útil do cabo
Solo pedregoso → cama de areia, tubos de proteção
Solo úmido → cabos vedados longitudinal e transversalmente úteis
4.4 Estresse mecânico
Particularmente crítico:
- Raios de curva
- Forças de tração durante a colocação
- Proteção em áreas de transição (por exemplo, base da torre)
4.5 Conceitos de EMC e Blindagem
Importante para:
- Tecnologia de medição e controle
- Minimização da interferência
- Conceitos de aterramento na rede de estacionamento
4.6 Permissões e normas
Os planejadores devem levar em conta os padrões relevantes, incluindo:
- VDE 0276 (Cabo de Média Tensão)
- VDE 0100 / 0101 (Construção de sistemas de alta tensão)
- Condições técnicas de conexão (TAB) do operador de rede
- Permissões de construção para rotas, caminhos, viagens subterrâneas
Após a comissionamento, começa a tarefa de longo prazo: operação segura por 20 a 30 anos.
5.1 Testes e medições regulares
Os testes típicos são:
- Medições de descarga parcial
- Testes de concha
- Medições de isolamento
- Verificações termográficas de juntas e estações
5.2 Monitoramento de Áreas Críticas
Zonas de perigo especiais:
- Pontos de soquete
- Transições na base da torre
- Viagens subterrâneas
- Áreas com movimentação do solo ou uso agrícola
5.3 Documentação e Rastreamento de Caminhos
Os operadores precisam saber onde cada cabo está. Importante para:
- Reparos
- Terraplanagem
- Gestão de incidentes
A falta de documentação é um dos riscos operacionais mais comuns.
5.4 Padrões típicos de erro
- Danos na bainha causados por pedras ou forças de tração
- Defeitos no soquete (causa mais comum de falha)
- Entrada de umidade
- Sobrecarga térmica
5.5 Reparos e Custos
Reparos de cabos de média tensão são demorados:
- Localização por localização da falha
- Descobrindo a rota
- Montagem do soquete sob condições especiais
Os custos costumam ficar na faixa de cinco dígitos por sinistro.
Cabos de média tensão são um elemento central de todo parque eólico. Eles garantem a transmissão segura, eficiente e confiável da energia gerada e têm um impacto significativo tanto nos custos de construção quanto operacionais . Planejamento profissional, instalação de alta qualidade e monitoramento cuidadoso durante a operação são cruciais para alta disponibilidade de turbinas e operação de parques eólicos sem problemas por décadas.
