BEM-VINDOS AO WEBINAR
“Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores –“Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores –
Revisão da NBR 5440”
Apresentador: Eng° Manuel Luís Barreira Martinez Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
www.unifei.edu.br
1
1. Teste de som: Reunião ���� Assistente de configuração de áudio ���� Sigam as instruções.
2. Espaço para apresentação pessoal , eventuais perguntas e/ou comentários - respostas no final da apresentação.
3. Digitem aqui2
PRINCIPAIS REGRAS DESTE WEBINAR:� As perguntas e/ou comentários deverão ser feitas unicamente por
escrito, utilizando-se o campo apropriado;
� Perguntas e/ou comentários podem ser enviadas durante o� Perguntas e/ou comentários podem ser enviadas durante odesenvolvimento da apresentação, mas serão respondidas somente apóso final da mesma;
� Pode acontecer que, dependendo do número de perguntas e do tempodisponível, algumas perguntas fiquem sem resposta durante o webinar;
� Se houver interrupção inesperada do webinar, certifique-se que suaconexão com a internet esteja funcionando normalmente e tente seconectar novamente;
� Não é emitido certificado de participação no webinar.
3
PALESTRANTE: Eng° Manuel MartinezGraduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá, com
especialização em CEPCH - EFEI - ELETROBRÁS e especialização em XX CESE EFEI Eletrobrás. Mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá.
Doutorado em Engenharia Elétrica pela USP. Aperfeiçoamento em Circuitos Elétricos pela UNICAMP. Atualmente é professor adjunto da Universidade Federal de Itajubá e
coordenador do Laboratório de Alta Tensão. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em materiais elétricos. Atua principalmente nos seguintes temas: Elétrica, com ênfase em materiais elétricos. Atua principalmente nos seguintes temas: pára-raios para sistemas de potência, capacidade de absorção de energia, técnicas de
manufatura, ensaios e aplicação de produto, transformadores para redes de média tensão, cabos isolados, cabos cobertos e sistemas de isolamento. É autor co-autor de mais de 250 artigos em seminários e revistas e possui 28 atuações como orientador de teses e
dissertações de mestrado.
MEDIADOR: Eng° Eduardo GradizConsultor do Procobre –Instituto Brasileiro do Cobre
4
SUMÁRIOSUMÁRIO
� Ganhos com Normalização de Transformadores;� Revisão da NBR 5440;� Alterações na NBR 5440;� Conceitos� Aspectos Econômicos da Eficiência em Transformação;� Perdas sob carga redes rurais;� Custos capitalizados redes rurais;
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
� Custos capitalizados redes rurais;� Impedância Percentual;� Projetos Desenvolvidos;
� Perdas versus impedância;� Custos versus impedância: DCP 1 Hora & 6 Horas;� Custos de manufatura;� Custos totais.
� Sobrecarga;� Carregamento x Temperatura;� Análise da Perda de Vida Útil.
5
Ganhos com Normalização de Ganhos com Normalização de TransformadoresTransformadores
√ A tentativa de obtenção de ganhos comEficiência Energética é uma “TendênciaMundial”
√ É necessário dentro de uma “Política Global”adotar uma postura na direção da
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
√ É necessário dentro de uma “Política Global”adotar uma postura na direção da“Eficiência” (Energia & Manufatura) sob penade:
→ Perda de Mercado & Competitividade→ Regulamentação Imposta por meio de
Portarias & Decretos
6
Ganhos com Normalização de Ganhos com Normalização de TransformadoresTransformadores
√ Normalização & Etiquetagem
→ Critérios técnicos independentes & coerentes pois trabalha com a possibilidade de atingir
equilíbrios entre as partes envolvidas
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
equilíbrios entre as partes envolvidas
→ Resultados contemplam custos de manufatura, possibilidades técnicas e preços
de venda
→ “Solução de Compromisso”
7
Ganhos com Normalização de Ganhos com Normalização de TransformadoresTransformadores
√ Normalização & Etiquetagem
→ Etiquetagem – Necessidade Nacional Imposta por Tendências Mundiais
→ Fortes Impactos na Cadeia Produtiva,
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
→ Fortes Impactos na Cadeia Produtiva, Refletindo & Viabilizando Desenvolvimento
Futuro Sustentável
→ “NECESSIDADE”
8
Revisão da NBR 5440Revisão da NBR 5440
ABNT → Discussões Partes Envolvidas
→ Análise do Mercado Nacional;
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 9
→ Manutenção & Utilização Insumos Nacionais; &
→Processos & Tolerâncias de Manufatura.
→ Custos de Aquisição.
Alterações na NBR 5440Alterações na NBR 5440
→Modificações – Adequações Elétricas� Disposição das Conexões;� Distâncias de Isolamento; &� Dispositivos Controle Relação Transformação.
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
� Dispositivos Controle Relação Transformação.
→ Ajustes Mecânicos�� Características Segurança & Operacionais;Características Segurança & Operacionais;
�� Estanqueidade;&Estanqueidade;&�� Padronização de Sistemas & Conexões.Padronização de Sistemas & Conexões.
10
Alterações na NBR 5440Alterações na NBR 5440
→PERDAS NA REVISÃO – NBR 5440� Eficiência;� Necessidades Nível Internacional; &� Conflitos – Manufatura & Consumo.
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
� Conflitos – Manufatura & Consumo.
→ GESTÃO�� Projetos Exeqüíveis Projetos Exeqüíveis –– Pratica Padrão;Pratica Padrão;
�� Modelos & Processos de Fabricação; &Modelos & Processos de Fabricação; &�� Estabilidade & Manutenção de Custos.Estabilidade & Manutenção de Custos.
11
→ Transformadores Monofásicos 25 kV
Potência [kVA]
Perdas a Vazio W0 [W] Perdas Carga WCC [W] Perdas Totais [W]
Proposta ABNT Proposta ABNT W0 + WCC ABNT
5 40 50 115 120 155 170 10 55 70 210 215 265 285
Alterações na NBR 5440Alterações na NBR 5440
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 12
10 55 70 210 215 265 285 15 75 90 290 305 365 395 25 100 130 420 450 520 580 37.5 145 170 595 605 740 775 50 190 220 735 755 925 975 75 225 250 985 1.010 1.210 1.260 100 275 300 1.220 1.250 1.495 1.550
→ Transformadores Trifásicos 15 kV
Potência [kVA]
Perdas a Vazio W0 [W] Perdas Carga WCC [W] Perdas Totais [W]
Proposta ABNT Proposta ABNT Proposta ABNT
15 85 100 325 340 410 440
Alterações na NBR 5440Alterações na NBR 5440
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 13
30 150 170 545 570 695 740 45 195 220 750 780 945 1.000 75 295 330 1100 1.140 1 395 1.470
112,5 390 440 1500 1.550 1 890 1.990 150 485 540 1850 1.910 2 335 2.450 225 650 765 2610 2.700 3 260 3.465 300 810 950 3250 3.360 4 060 4.310
ConceitosConceitosRendimento x EficiênciaRendimento x Eficiência
→→→→ Rendimento
“Operação Pontual Equipamento”
cosSPP cSaídaSaída ============φφφφ
ηηηη
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 14
PerdascosSPerdasPP c
c
Saída
Saída
Entrada
Saída++++
====++++
========φφφφ
ηηηη
2
nCC0c
c
)SS
(WWcosS
cosS
++++++++====
φφφφ
φφφφηηηη
2
n
iCC0ci
cii
)SS
(WWcosS
cosS
++++++++====
φφφφ
φφφφηηηη
“Perdas Padrão da Unidade”
→→→→ Rendimento
i
i SS
L ==== 2cni
iLWWcosSL
cosSL
++++++++====
φφφφ
φφφφηηηη
ConceitosConceitosRendimento x EficiênciaRendimento x Eficiência
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
→→→→ Rendimento Máximo – Independe da Carga
15
ni S
L ==== 2iCC0cni
iLWWcosSL ++++++++φφφφ
0dLd
ii
====ηηηηCC
0Máximo W
WL ====
98.5
99
99.5
o -
[%
]
FP = 0,75FP = 0,90FP = 1,00
ConceitosConceitosRendimento x EficiênciaRendimento x Eficiência
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 16
36,093001200
LMáximo ========0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2
Carregamento Relativo - [p.u.]
97
97.5
98
Ren
dim
ento
2
2.5
fici
ênci
a" -
[%
]
FP = 0,75FP = 0,90FP = 1,00
ConceitosConceitosRendimento x EficiênciaRendimento x Eficiência
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 17
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2Carregamento Relativo - [p.u.]
1
1.5
Per
da
Rel
ativ
a "E
f
→→→→→→→→ EficiênciaEficiência
0.3
0.4
0.5
0.6
Rel
ativ
o -
[p
.u.]
15 kVA - Rural
ConceitosConceitosRendimento x EficiênciaRendimento x Eficiência
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 18
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Horas Dia - [H]
0
0.1
0.2
0.3
Car
reg
amen
to R
“Condição Operação Equipamento “Condição Operação Equipamento -- Custos”Custos”
→→→→→→→→ Modelo EstatísticoModelo Estatístico
0.4
0.5
0.6
0.7
Rel
ativ
o -
[p
.u.]
Limite - 5%ProvávelLimite - 95%
ConceitosConceitosRendimento x EficiênciaRendimento x Eficiência
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 19
“Limites Carregamento”“Limites Carregamento”0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Horas Dia - [H]
0
0.1
0.2
0.3
Car
reg
amen
to R
e
→→→→→→→→
7
8
9
10
11
12
13
14
15
ma
"Méd
ia"
- [k
VA
]ConceitosConceitos
Rendimento x EficiênciaRendimento x Eficiência
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 20
0 5 10 15 20 25 30Potência do Transformador [kVA]
0
1
2
3
4
5
6
7
Dem
and
a M
áxim
Carga [p.u.]
Demanda Diurna [%] Demanda Noturna [%] 5 10 15 25 5 10 15 25
< 0.20 <9 <28 <21 <14 <11 <36 <22 <13
< 0.40 <27 <63 <49 <40 <21 <58 <47 <39
< 0.70 <56 <84 <76 <73 <51 <79 <74 <73
< 1.00 <75 <92 <90 <91 <68 <89 <88 <91
< 1.20 <84 <94 <94 <96 <82 <93 <93 <96
< 1.40 <91 <96 <97 <98,5 <86 <95 <96 <98,5
40
50
60
70
80
a "M
édia
" [k
VA
]ConceitosConceitos
Rendimento x EficiênciaRendimento x Eficiência
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 21
Potência do Transformador [kVA]
0
10
20
30
40
Dem
and
a M
áxim
a
30 45 75 112.5
Carga [p.u.]
Demanda Diurna [%] Demanda Noturna [%] 30 45 75 112,5 30 45 75 112,5
< 0.20 <20 <11 <5 <5 <20 <12 <7 <6
< 0.40 <42 <23 <14 <16 <44 <25 <18 <22
< 0.70 <69 <48 <43 <50 <71 <54 <53 <66
< 1.00 <84 <74 <75 <84 <86 <82 <85 <94
< 1.20 <91 <87 <90 <95 <92 <92 <95 <99
< 1.40 <95 <94 <97 <99 <96 <97 <99 <99
Aspectos EconômicosAspectos Econômicos
→→→→→→→→
→→→→→→→→ TCO TCO –– Custo Total [R$ Custo Total [R$ -- EU$ EU$ -- US$]US$]
CC0 W*BW*APCCTCO ++++++++====
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 22
→→→→→→→→
→→→→→→→→
kwhn
nC
)i1(i
1)i1(i8760A
++++
−−−−++++====
2
r
l )II
(AB ====
→→→→→→→→
0.3
0.4
0.5
0.6
nto
Rel
ativ
o -
[p
.u.]
∑dn
1i
2
n
i
d)
SS
(n24
DPC
====
××××====
Aspectos EconômicosAspectos Econômicos
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 23
→→→→→→→→
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Horas Dia - [H]
0
0.1
0.2
Car
reg
amen
DPCC)i1(i
1)i1(i365B kwhn
n
++++
−−−−++++====
Perdas Sob Carga Redes RuraisPerdas Sob Carga Redes Ruraisstribuição Logistic
99,9
99
95
80
50
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 24
15 kVA15 kVA→→→→→→→→Fator de Carga
Percentagem - Dis
1,000,750,500,250,00-0,25-0,50
50
20
5
1
0,1
Fator Carga: 15 kVA → 0,224 - 0,2464 - 0,269 0,181 0,203
Distribuição Weibull 99,9
9990
50
201053
Perdas Sob Carga Redes RuraisPerdas Sob Carga Redes Rurais
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 25
15 kVA15 kVA→→→→→→→→TSMP
Percentagem -
100,00000
10,00000
1,00000
0,10000
0,01000
0,00100
0,00010
0,00001
321
0,1
DPC: 15 kVA → 0,202 - 0,277 - 0,380
DPCLimites Máximos Médios
0,003 →→→→ 3.288
5 kVA5 kVA→→→→→→→→ Transformadores de 5 kVA - Potência Nominal
DPC Curvas
Características 1% 5% 50% 95% 99%
5 Minutos 0.012 0.062 1.622 17.171 45.187 15 Minutos 0.010 0.058 1.612 16.925 41.857
Hora 0.009 0.055 1.605 16.825 40.662 DPC
Média Diária 1% 5% 50% 95% 99%
5 Minutos 0.001 0.014 1.174 9.092 15.495
Perdas Sob Carga Redes RuraisPerdas Sob Carga Redes Rurais
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 26
10 kVA10 kVA→→→→→→→→
5 Minutos 0.001 0.014 1.174 9.092 15.495 15 Minutos 0.000 0.009 1.050 8.963 15.507
Hora 0.000 0.004 0.878 8.900 15.791
Transformadores de 10 kVA - Potência Real DPC
Curvas Características
1% 5% 50% 95% 99%
5 Minutos 0.012 0.043 0.473 3.092 6.663 15 Minutos 0.012 0.042 0.473 3.086 6.577
Hora 0.012 0.042 0.472 3.081 6.537 DPC
Média Diária 1% 5% 50% 95% 99%
5 Minutos 0.058 0.107 0.467 2.037 3.750 15 Minutos 0.016 0.057 0.489 1.785 2.649
Hora 0.009 0.039 0.438 1.772 2.687
15 kVA15 kVA→→→→→→→→ Transformadores de 15 kVA - Potência Nominal DPC
Curvas Características
1% 5% 50% 95% 99%
5 Minutos 0.009 0.032 0.375 4.334 16.363 15 Minutos 0.009 0.032 0.375 4.325 16.227
Hora 0.009 0.032 0.375 4.314 16.127 DPC
Média Diária 1% 5% 50% 95% 99%
5 Minutos 0.006 0.024 0.305 3.897 16.246
Perdas Sob Carga Redes RuraisPerdas Sob Carga Redes Rurais
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 27
→→→→→→→→ Perdas sob Carga Perdas sob Carga –– IrrelevantesIrrelevantes
→→→→→→→→DPC = 1HoraDPC = 1Hora
5 Minutos 0.006 0.024 0.305 3.897 16.246 15 Minutos 0.004 0.019 0.284 4.168 18.806
Hora 0.006 0.024 0.298 3.674 15.034
kwhn
nC
)i1(i
1)i1(i8760A
++++
−−−−++++====
kwhn
nC
)i1(i
1)i1(i365B
++++
−−−−++++====
Custos Capitalizados Redes RuraisCustos Capitalizados Redes Rurais
Efeito das Perdas sob Carga Efeito das Perdas sob Carga –– DesprezáveisDesprezáveis
)W*0417,0W(C)i1(i
1)i1(i8760PCCTCO CC0kwhn
n++++
++++
−−−−++++++++====
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 28
→→→→→→→→ OndeOnde
n
n
n
n
)i1(i
1)i1(i
1)j1(j
)j1(jPCPCC
v
v
++++
−−−−++++
−−−−++++
++++====
0kwhn
nWC
)i1(i
1)i1(i8760PCCTCO
++++
−−−−++++++++====
Impedância PercentualImpedância Percentual
→→→→→→→→Influência da impedância no projeto de Influência da impedância no projeto de transformadores de distribuição transformadores de distribuição
monofásicos rurais.monofásicos rurais.
��AumentoAumento dodo númeronúmero dede espirasespiras::
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
��AumentoAumento dodo númeronúmero dede espirasespiras::
ϕϕϕϕ××××××××
××××====
f88,8
SU10sn
8
→→→→→→→→ Menores perdas em vazioMenores perdas em vazio29
→→→→→→→→Possíveis ProblemasPossíveis Problemas
�� Aumento Aumento das Quedas das Quedas de de Tensão;Tensão;�� Aumento Aumento das das Perdas Perdas em em Carga Nominal;Carga Nominal;
Impedância PercentualImpedância Percentual
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
�� Aumento Aumento das das Perdas Perdas em em Carga Nominal;Carga Nominal;�� Sobrecargas Térmicas;Sobrecargas Térmicas;
�� Aumento na Perda de Vida Útil.Aumento na Perda de Vida Útil.
30
Projetos DesenvolvidosProjetos Desenvolvidos
→→→→→→→→ DetalhesDetalhes dosdos ProjetosProjetos�� Potência: 10 kVA;Potência: 10 kVA;
�� Terminal AT: Conexão faseTerminal AT: Conexão fase--fase (13,8 kV);fase (13,8 kV);�� Terminal BT: Nível de tensão (220 V);Terminal BT: Nível de tensão (220 V);
�� Núcleo convencional, formado por 2 colunas, composto Núcleo convencional, formado por 2 colunas, composto por lâminas de açopor lâminas de aço--silício de grãosilício de grão--orientado;orientado;
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
Núcleo convencional, formado por 2 colunas, composto Núcleo convencional, formado por 2 colunas, composto por lâminas de açopor lâminas de aço--silício de grãosilício de grão--orientado;orientado;
�� 2 bobinas, uma em cada coluna, conectadas em série, 2 bobinas, uma em cada coluna, conectadas em série, uma AT e outra BT, concêntricas;uma AT e outra BT, concêntricas;
�� Seção dos condutores AT e BT, circular e Seção dos condutores AT e BT, circular e retangular, respectivamente. Ambos os condutores de retangular, respectivamente. Ambos os condutores de
cobre ou de alumínio;cobre ou de alumínio;�� DPC de 1 e 6 horas;DPC de 1 e 6 horas;
31
Perdas Versus ImpedânciaPerdas Versus Impedância
180
200
220
240
260
280
300
[W
]
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 32
2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9Impedância Percentual - Z%
40
60
80
100
120
140
160
180
Per
das
-
Perdas sob CargaPerdas a VazioPerdas Totais
Custos Versus Impedância:Custos Versus Impedância:DCP 1 HoraDCP 1 Hora
1200
1210
1220
1230
1240
1250
1260
- R
$Custo de ManufaturaCusto Total
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 33
2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9Impedância Percentual - Z%
1130
1140
1150
1160
1170
1180
1190
1200
Cu
sto
s -
1400
1500
- R
$
Custo de ManufaturaCusto Total
Custos Versus Impedância:Custos Versus Impedância:DCP 6 HorasDCP 6 Horas
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 34
2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9Impedância Percentual - Z%
1100
1200
1300
Cu
sto
s Custo Total
Custos de ManufaturaCustos de Manufatura
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 35
Custos TotaisCustos Totais
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 36
Sobrecarga Sobrecarga
→→→→→→→→ Transformador Operando com Potência Superior a Nominal?
Potência & Tempo → TEMPERATURA
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
Potência & Tempo → TEMPERATURA
→ Elevação de Temperatura Insuficiente para aumentar a Perda de Vida Útil
OPERAÇÃO NORMAL37
Carregamento Prévio - % Sn
Temperatura
do Óleo °°°°C
Nível de Carregamento - % Sn
10% 20% 30% 40% 50%
Duração Admissível [Minutos]
50 55 180 90 60 30 15
75 68 120 60 30 15 8
Sobrecarga Sobrecarga
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
Schneider ElectricSchneider Electric
38
75 68 120 60 30 15 8
90 78 60 30 15 8 4
Carregamento Carregamento -- TemperaturaTemperatura
n)1R(
12ikR
NTOiTO++++
++++××××==== θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆
1iTE1iTOA1i ++++++++
++++++++====++++ θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆θθθθθθθθ∆∆∆∆
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 39
n)1R(NTOiTO++++
n)1R(
12fkR
NTOuTO++++
++++××××==== θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆
)O
t
e1()iTOuTO(
iTO1iTO
ττττθθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆
−−−−
−−−−××××−−−−++++====++++
mik
NEiE θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆ ====
t
mfk
NEuE θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆ ====
Carregamento Carregamento -- TemperaturaTemperatura
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 40
1iE1iTOA1i ++++++++
++++++++====++++ θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆θθθθθθθθ∆∆∆∆
)E
t
e1()iEuE(
iE1iE
ττττθθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆θθθθ∆∆∆∆
−−−−
−−−−××××−−−−++++====++++
m n R55ºC 65ºC 55ºC 65ºC 55ºC 65ºC
ONAN 0,8 0,8 0,8 0,8 5,0 3,2
ONAF1 0,8 0,8 0,9 0,9 5,0 4,5
ONAF2 0,8 0,8 0,9 0,9 5,0 6,5
Carregamento Carregamento -- TemperaturaTemperatura
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 41
OFAF 0,8 0,8 1,0 1,0 5,0 6,5
ττττ o ττττ e55ºC 65ºC 55ºC 65ºC
ONAN 2,7 3,0 0,08 0,08
ONAF1 1,7 2,0 0,08 0,08
ONAF2 1,25 1,25 0,08 0,08
OFAF 1,25 1,25 0,08 0,08
0,80
1,00
1,20
1,40
Dem
anda
[p.u.]
Curva de Demanda Diária
Carregamento Carregamento -- TemperaturaTemperatura
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 42
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Dem
anda
[p.u.]
Horas
80,00
85,00
PERFIS DE TEMPERATURA DO ENROLAMENTO
Carregamento Carregamento -- TemperaturaTemperatura
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 43
60,00
65,00
70,00
75,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Tem
peratura [ºC
]
Horas
Análise da Perda de Vida ÚtilAnálise da Perda de Vida Útil
Perdas no Cobre (W)
Perdas no Núcleo (W)
Perdas Totais (W)
Impedância Percentual
(%)
262,23 34,18 296,41 3,88
Projeto Projeto -- II
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 44
262,23 34,18 296,41 3,88
Perdas no Cobre (W)
Perdas no Núcleo (W)
Perdas Totais (W)
Impedância Percentual
(%)
202,72 61,82 264,54 2,35
Projeto Projeto -- IIII
Projeto Projeto –– I I →→→→→→→→ 10 kVA10 kVA�� Perda Vida Útil Perda Vida Útil -- 0,0089070,008907�� DPC: 10,53 horasDPC: 10,53 horas
Análise da Perda de Vida ÚtilAnálise da Perda de Vida Útil
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 45
→ O impacto das perdas nos enrolamentos, alteradas pelo aumento da
impedância de curto circuito, é mínima uma vez que os impactos destas na temperatura
dos enrolamentos é mínimo;
Análise da Perda de Vida ÚtilAnálise da Perda de Vida Útil
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
dos enrolamentos é mínimo;
Influência do Parâmetro R nas Equações de Temperatura
→ A única possibilidade de problema são ligeiros aumentos nas quedas de tensão.
46
Primeiros ProtótiposPrimeiros Protótipos
Fabricante - I
Descrição Perdas a Vazio [W]
Perdas Totais [W]
Impedância [%] Valor [R$]
Padrão 70 285 2,50 1.557,00 Eficiente Normalizado 51 237 2,50 1.700,00
Eficiente 45 310 3,00 1.528,00
Fabricante - II
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 47
Fabricante - II
Descrição Perdas a Vazio [W]
Perdas Totais [W]
Impedância [%] Valor [R$]
Padrão 70 285 2,50 1.619,00 Eficiente Normalizado 51,2 237 2,50 1.686,00
Eficiente 45 295 2,80 1.618,00
Fabricante - III
Descrição Perdas a Vazio [W]
Perdas Totais [W]
Impedância [%]
Valor [R$]
Padrão 70 285 2,50 1.562,00 Eficiente Normalizado 51 238 2,50 1.725,00
Eficiente 41 293 3,00 1.690,00
Procedimentos InternacionaisProcedimentos Internacionais
Potência Nominal [kVA]
Perdas em Vazio – W0 [W] Impedância Percentual [%] Lista A’ Lista B’ Lista C’
50 190 145 125 4 100 320 260 210 4 160 460 375 300 4
ProcedimentoProcedimento EuropeuEuropeu –– CENELECCENELEC --19921992
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 48
160 460 375 300 4 250 650 530 425 4 400 930 750 610 4 630 1.300 1.030 860 4 630 1.200 940 800 6 1000 1.700 1.400 1.100 6 1600 2.600 2.200 1.700 6 2500 3.800 3.200 2.500 6
Potência Nominal [kVA]
Perdas sob Carga – WCC [W] Impedância Percentual [%] Lista A Lista B Lista C
50 1.100 1.350 875 4 100 1.750 2.150 1.475 4
Procedimentos InternacionaisProcedimentos Internacionais
ProcedimentoProcedimento EuropeuEuropeu –– CENELECCENELEC --19921992
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 49
160 2.350 3.100 2.000 4 250 3.250 4.200 2.750 4 400 4.600 6.000 3.850 4 630 6.500 8.400 5.400 4 630 6.750 8.700 5.600 6 1000 10.500 13.000 9.500 6 1600 17.000 20.000 14.000 6 2500 26.500 32.000 22.000 6
ConceitoConceito de Faixas de Faixas →→→→→→→→ PROPHET Comunidade PROPHET Comunidade EuropéiaEuropéia
PERDAS A B C
Procedimentos InternacionaisProcedimentos Internacionais
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 50
PERDAS A B C Vazio 45 51 70
A’ B’ C’ Enrolamentos 186 215 265
Combinações AC’ BA’ CB’
Considerações FinaisConsiderações Finais
EficiênciaEficiência ConhecimentoConhecimentoSistema & CargaSistema & Carga
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 51
Modelo PróprioModelo Próprio
EtiquetagemEtiquetagem Análise PerfilAnálise PerfilNacional Nacional
Atual Conceito NBR 5440Atual Conceito NBR 5440
98.5
98.7
98.9
99.1to
- [
%]
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 52
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4Carregamento Relativo - p.u.
97.5
97.7
97.9
98.1
98.3
Ren
dim
ent
Dúvidas e Contato Dúvidas e Contato
LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá
Engº Manuel [email protected]
(35) 3622-3546
53