53
BEM-VINDOS AO WEBINAR Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores Revisão da NBR 5440Apresentador: Eng° Manuel Luís Barreira Martinez Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá www.unifei.edu.br 1

Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 2: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 3: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 4: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 5: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 6: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 7: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 8: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 9: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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.

Page 10: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 11: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 12: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→ 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

Page 13: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→ 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

Page 14: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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”

Page 15: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→→→→ 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 ====

Page 16: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 17: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 18: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→→→→→→→→ 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”

Page 19: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→→→→→→→→ 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

Page 20: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→→→→→→→→

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

Page 21: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 22: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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 ====

Page 23: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→→→→→→→→

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

++++

−−−−++++====

Page 24: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 25: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 26: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 27: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

++++

−−−−++++====

Page 28: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

++++

−−−−++++++++====

Page 29: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 30: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→→→→→→→→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

Page 31: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 32: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 33: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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 -

Page 34: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 35: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 36: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

Custos TotaisCustos Totais

LATLAT--EFEIEFEI -- Laboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de ItajubáLaboratório de Alta Tensão da Universidade Federal de Itajubá 36

Page 37: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 38: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 39: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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∆∆∆∆

−−−−

−−−−××××−−−−++++====++++

Page 40: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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∆∆∆∆

−−−−

−−−−××××−−−−++++====++++

Page 41: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 42: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 43: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 44: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 45: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 46: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

→ 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

Page 47: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 48: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 49: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 50: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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’

Page 51: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 52: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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

Page 53: Ganhos com a Nova Normalização de Transformadores ... · Ganhos com Normalização de Transformadores √ A tentativa de obtenção de ganhos com Eficiência Energética é uma

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