Dimensionamento e Modelagem BIM de Uma Subestação Elétrica Abaixadora 13,8 kV / 380 V – 1500 kVA Para Um Condomínio Residencial

Abstract

O projeto de instalações elétricas de média e alta tensão é uma área do conhecimento já consolidada, que no entanto se beneficiaria com a adoção de novas tecnologias no seu desenvolvimento. Este trabalho se propõe a desenvolver um projeto de uma subestação abaixadora 13,8 kV / 380 V, utilizando para isso a tecnologia Building Information Modelling (BIM). Foi realizada uma revisão bibliográfica estudando os principais conceitos relativos ao dimensionamento do projeto, onde se buscou criar uma base teórica sólida combinando contribuições de diversos autores, para a posterior aplicação no projeto BIM. Foi definido que a ferramenta BIM utilizada seria o Revit MEP, por contar com uma boa base de conhecimento e biblioteca de componentes, uma extensa gama de funções voltadas para projetos elétricos e a maior base de usuários no Brasil. Definiu-se que a edificação a ser atendida seria um edifício residencial multifamiliar de grande porte, assim como suas necessidades para a subestação a ser projetada, e a concessionária de energia que iria atendê-lo, a CELESC (Centrais Elétricas de Santa Catarina S.A.). Os cálculos para o dimensionamento foram realizados com base nessas necessidades, atendendo as normas técnicas vigentes a nível nacional e regional, e também nas recomendações encontradas na literatura. Os resultados obtidos no dimensionamento das proteções elétricas foram satisfatórios, atendendo todos os critérios de projeto mencionados. Os objetos BIM para a modelagem do projeto foram obtidos a partir de bibliotecas existentes, e modificados ou ainda criados se necessário, para atender os dimensionamentos realizados. A criação do modelo BIM foi bem sucedida, e a ferramenta Revit MEP se mostrou adequada para a modelagem BIM de projetos elétricos de alta tensão que tenham sido previamente dimensionados. Por meio dessa ferramenta foi criada uma representação virtual, detalhada e fidedigna da subestação e de seus sistemas dimensionados. Além disso, nos seus componentes foram inseridos parâmetros indicando suas especificações técnicas, viabilizando a futura adoção do modelo para aplicações de realidade virtual e operação remota.

High voltage electrical systems design is a well established knowledge domain that would, nonetheless, benefit from the adoption of emerging technologies in its development. The present work seeks to develop a design for a 13,8 kV / 380 V step-down substation, using Building Information Modelling (BIM) technologies to that end. A literature review was conducted, studying the key concepts related to project sizing, aiming to establish a solid theoretical foundation by combining contributions from various authors for subsequent application in the BIM project. The BIM software chosen for this purpose was Revit MEP, given its robust knowledge base, component library, a wide range of functions tailored for electrical projects, and the largest user base in Brazil. It was determined that the substation would power a large multifamily residential building, and its specific energy requirements for the substation design were also defined. The energy utility company chosen to serve the building was CELESC (Centrais Elétricas de Santa Catarina S.A.). Calculations for sizing were performed based on these requirements, adhering to the current national and regional technical standards, as well as recommendations found in the literature. The results obtained in sizing electrical protections were satisfactory, meeting all mentioned project criteria. BIM objects for project modeling were sourced from existing libraries and modified or created as needed to accommodate the sizing calculations. The creation of the BIM model was successful, and Revit MEP proved suitable for BIM modeling of high-voltage electrical projects that have been previously sized. With the software, a detailed and accurate virtual representation of the substation and its designed systems was created. Parameters indicating technical specifications were added to its components, enabling the future adoption of the model for virtual reality and remote operation applications.