DIFERENÇAS ENTRE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUIÇÃO E FORÇA – PARTE 3: APLICAÇÕES, VANTAGENS E DESVANTAGENS

Na última parte desta pequena série (parte 1) e (parte 2), agora sabendo das diferenças entre transformadores de distribuição e força, elencaremos as aplicações, vantagens e desvantagens de cada tipo de equipamento.

Custo de instalação e manutenção

Transformadores de distribuição são muito menos onerosos para instalar do que trafos de força. Instalados em sua maioria em postes, a instalação de um equipamento de mesma potência chega a custar até 3 (três) vezes menos do que uma subestação abrigada de mesma potencia, e ainda mais quando esta prover de possibilidade de aumento de potência.

Se compararmos uma instalação de um transformador de 300 kVA imerso em óleo em poste com um transformador de mesma potência a seco, a diferença pode ser ligeiramente maior. Em relação ao custo x benefício, a diferença pode não ser tão grande pois transformadores a seco não são inflamáveis, suportam melhor esforços radiais e axiais por curto-circuitos e são ideais para locais onde há concentração de pessoas ou locais com potencial risco de incêndio. Afinal, devemos ponderar que a vida sempre é mais valiosa do que qualquer equipamento.

Quando levantamos a diferença de custos de manutenção entre transformadores de distribuição e força, vemos uma vantagem para os trafos de distribuição e equipamentos de força a seco em detrimento dos de força imersos em óleo isolante.

Estes últimos possuem uma maior quantidade de conjunto isolante (óleo, papel e verniz) que devem passar por substituição ou tratamento próximos do final da sua vida útil ou quando excedem uma especificação satisfatória (no caso do fluido isolante) e normalmente alimentam cargas ou empresas de maior porte.

Uma parada não programada em caso de falha nestes transformadores leva a prejuízos enormes. A periodicidade das manutenções é anual segundo decisão normativa n° 057 do sistema CONFEA/CREA, e deve ser planejada pelo engenheiro eletricista responsável para definir quais métodos utilizar neste período.


Figura 01 – exemplo de subestação de medição e proteção abrigada. Fonte: Hostin Engenharia

Possibilidade de aumento de potencia

Imagine uma indústria de pequeno porte em plena expansão. Há notadamente uma pretensão de aumento de carga (e consequentemente máquinas cada vez mais pesadas) com uma potência inicial calculada próxima dos 300 kVA, que é o limite para um transformador de poste.

O que custaria menos?

Uma subestação abrigada com baias/celas reservas onde poderíamos prever um local para um disjuntor de média tensão e outro(s) transformador(es)?

Ou a instalação de mais uma subestação exclusiva para medição e proteção que seria instalada algum tempo depois quando temos somente um Trafo de poste, com uma posterior passagem de uma rede aérea para outros transformadores em postes?

Prever os custos de uma eventual expansão é não só uma preocupação do engenheiro que realiza o projeto, mas do próprio contratante que não precisa pagar a mais em médio ou longo prazo por falta de planejamento. Qualquer uma das duas opções pode ser válida quando analisamos os custos de instalação.


Figura 02 – baias/celas em estrutura de subestação abrigada de transformação. Fonte: Hostin Engenharia

Proteções e seletividade das subestações

Notadamente uma subestação com uma coordenação de proteção que inicia com uma chave faca ou chave fusível da concessionária (não considerando proteções que iniciam nas usinas e os religadores e proteções das redes de distribuição), passa para um relé de proteção microprocessado com disjuntor de média ou alta tensão e ainda pode ter outros relés (ainda na média tensão) com tempos de atuação que na prática podem levar de 40 a 100 milissegundos em uma atuação instantânea é muito “mais seguro” do que um transformador de distribuição com uma proteção por elos fusíveis.

Não que estas chaves fusíveis sejam ineficazes, pelo contrário, protegem a maioria das faltas oriundas das nossas redes aéreas, mas o emprego de tecnologias de proteção cada vez mais rápidas e coordenadas traz consigo a segurança necessária para os ativos mais onerosos de uma subestação.

Avançando ainda mais e tratando do que há de mais moderno hoje temos para grandes linhas de transmissão aéreas e subterrâneas as proteções no domínio do tempo que podem ter tempos de atuação entre 1 e 5 milissegundos nas saídas do relé, e a tendência é que as novas filosofias de proteção logo adentrem as instalações de alta e média tensão de todas as empresas em um futuro próximo.

Enfim, quando o assunto é escolher qual transformador usar é interessante no mínimo conhecer a empresa ou condomínio em que o mesmo será instalado. Também deve se verificar se há pretensão de aumento de carga, o espaço disponível para a instalação de novos equipamentos, as características do transformador a ser utilizado e os métodos de manutenção que serão empregados.

Como exemplos:

  • Em plantas com excesso de cargas não-lineares pode ser necessário utilizar equipamentos com fator K diferente de 1
  • Indústrias com grande extensão podem sofrer com quedas de tensão se a passagem de condutores de baixa tensão for muito longa; entre tantos outros fatores influenciáveis na decisão de escolha entre um ou outro.

Esperamos que estes três textos possam resumir brevemente as diferenças de características, vantagens e desvantagens de cada equipamento, assim como auxiliar no momento de planejar como e onde será instalado o “coração” da alimentação elétrica de sua empresa ou condomínio.

Autor:

  • Diego Hostin
    • Engenheiro responsável da Hostin Engenharia de Manutenção Elétrica, em colaboração com a ILTECH.

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