Como cotar e especificar transformadores elétricos de média tensão

Tipo de transformador: imerso em óleo ou a seco encapsulado em resina epóxi

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Um dos primeiros pontos da especificação é definir o tipo construtivo mais adequado à aplicação.

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Qual tipo de transformador deve ser considerado na cotação?

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Transformadores imersos em óleo mineral ou vegetal

 

Os transformadores imersos utilizam o óleo para isolamento elétrico e dissipação térmica. São amplamente aplicados em ambientes externos, redes aéreas, áreas industriais e instalações onde a robustez térmica e mecânica é prioritária.

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Principais características:

• Boa dissipação térmica

• Elevada capacidade de sobrecarga

• Maior robustez frente a esforços mecânicos, térmicos e elétricos

• Custo de aquisição mais competitivo

• Manutenção periódica

• Contenção de possíveis vazamentos​

 

Transformadores a seco encapsulados em resina epóxi

 

Os transformadores a seco utilizam isolamento sólido, com enrolamentos encapsulados em resina epóxi, dispensando o uso de óleo isolante.

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Principais características:

• Indicados para instalações internas

• Segurança contra vazamentos

• Menor necessidade de manutenção

• Recomendados para ambientes com circulação de pessoas, como hospitais, shoppings, edifícios comerciais, centros de dados e instalações sensíveis

• Menor tolerância a sobrecargas e esforços transitórios

• Custo de aquisição mais elevado

• Maior sensibilidade à umidade e à condensação

• Menor capacidade de dissipação térmica, necessitando de exaustão e ou ventilação adequadas

 

A escolha entre transformador imerso em óleo ou a seco encapsulado em resina epóxi depende das condições de instalação, requisitos de segurança, ambiente, restrições normativas e estratégia operacional do empreendimento.

 

Potência do transformador (kVA)

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A potência nominal do transformador é expressa em kVA (quilovolt-ampere) e representa a capacidade máxima de fornecimento de energia elétrica do equipamento.

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Como definir a potência nominal (kVA) para cotar um transformador?

 

A potência deve ser definida com base:

• Na carga máxima prevista do sistema

• Nos picos de demanda

• Em uma margem para crescimento futuro

 

Como prática usual, recomenda-se adicionar uma margem entre 10% e 20% sobre a carga estimada, evitando sobrecargas e permitindo futuras expansões.

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Classe de tensão e tensões de operação

 

Qual classe de tensão deve ser informada na cotação do transformador?

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A classe de tensão indica a tensão máxima de operação do transformador e é expressa em kV. Em média tensão, são comuns as classes:

• 7,2kV

• 15kV

• 25kV

• 36kV

 

A classe de tensão é definida pela concessionária de energia ou pela infraestrutura elétrica existente.

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Exemplos:

Transformadores de classe 7,2kV são usualmente aplicados em redes de 4.160V; transformadores de classe 15kV atendem redes de 13.800V; transformadores de classe 25kV são utilizados em redes de 23.100V; e transformadores de classe 36kV são indicados para redes de 34.500V.

 

Tensões primária e secundária

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Quais tensões primária e secundária precisam ser especificadas para a cotação?

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• Tensão primária: tensão da rede que alimenta o transformador, definida no ponto de acoplamento comum (PAC).

• Tensão secundária: tensão requerida pelas cargas ou sistemas a serem alimentados (circuito elétrico de baixa tensão).

 

A tensão secundária deve ser definida conforme os requisitos dos equipamentos a serem alimentados, sendo comuns em aplicações industriais os níveis de 220V, 380V e 440V.

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Taps de ajuste de tensão

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Os taps são pontos de ajuste nos enrolamentos primários que permitem variar a relação de transformação, compensando variações da tensão da rede elétrica.

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Os ajustes de tensão (taps) influenciam na cotação do transformador?

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Normalmente, os comutadores de tap oferecem:

• 3, 5 ou 7 posições

• variação típica de ±5% em relação à tensão nominal

 

Esses ajustes aumentam a flexibilidade operacional do transformador, tanto nos modelos imersos em óleo quanto nos transformadores a seco.

 

Grupo de ligação

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O grupo de ligação define a forma de conexão dos enrolamentos de um transformador trifásico e o ângulo de defasagem entre as tensões primária e secundária.

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O que é grupo de ligação e por que importa?

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O grupo de ligação é representado por uma combinação de letras e números. Exemplo: Dyn1;

• D: enrolamento primário em delta

• y: enrolamento secundário em estrela

• n: neutro acessível

• 1: defasagem de 30° entre primário e secundário

 

Critérios de escolha

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A escolha do grupo de ligação depende de:

• Necessidade de neutro

• Tipo de sistema de aterramento

• Características das cargas

• Exigências da concessionária de energia

 

Isolação e sistema térmico

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Transformadores imersos em óleo mineral e vegetal

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Utilizam óleo dielétrico para isolamento elétrico e refrigeração.

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Qual tipo de óleo isolante deve ser informado na cotação do transformador?

 

Os tipos mais comuns são:

• Óleo mineral, derivado de petróleo

• Óleo vegetal, de origem renovável, biodegradável e com maior ponto de fulgor​

 

A escolha do óleo envolve critérios técnicos, ambientais, normativos e econômicos.

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Transformadores a seco encapsulados em resina epóxi

 

Utilizam isolamento sólido, com enrolamentos encapsulados em resina epóxi, proporcionando:

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• A resina epóxi é um polímero derivado do petróleo conhecido por sua alta resistência mecânica e grande propriedade de isolamento elétrico.

 

São especialmente indicados para ambientes internos e aplicações com restrições ambientais ou de segurança.

 

Enrolamentos, núcleo e classe térmica

 

Enrolamentos

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Os enrolamentos são formados por bobinas condutoras, normalmente em alumínio, responsáveis pela transformação da energia elétrica entre os níveis de tensão.

 

Núcleo

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O núcleo é responsável pelo fluxo magnético do transformador e é fabricado em aço-silício de grão orientado (GO), com lâminas empilhadas, visando reduzir perdas e aumentar a eficiência.

 

Classe térmica

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Qual sistema de isolação e classe térmica devem ser considerados na cotação?

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A classe térmica está relacionada à temperatura máxima admissível do sistema de isolação do transformador e influencia diretamente sua vida útil e confiabilidade operacional.

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• Transformadores imersos em óleo:
  São comuns projetos com elevação de temperatura de até 65°C, sendo usual a especificação classe térmica A.

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• Transformadores a seco encapsulados em resina epóxi:​

       Utilizam, de forma geral, classe térmica F, correspondente à temperatura máxima admissível de 155°C.

 

A operação contínua acima dos limites térmicos admissíveis acelera o envelhecimento do isolamento, reduzindo a vida útil do transformador e aumentando o risco de falhas.

 

Normas técnicas e documentação

 

Conformidade normativa

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Quais normas técnicas precisam ser atendidas para cotar um transformador de média tensão?

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O transformador deve atender às normas técnicas ABNT NBR vigentes, conforme o tipo construtivo e a aplicação.

 

Documentação

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É recomendável exigir:

• Relatório de ensaios

• Certificado de garantia

• Manual de instalação, operação e manutenção

 

Acessórios

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Os acessórios contribuem diretamente para a segurança, operação e manutenção dos transformadores elétricos de média tensão e devem ser definidos conforme o tipo construtivo e a aplicação do equipamento.

 

Acessórios para transformadores imersos em óleo

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Quais acessórios e requisitos adicionais impactam a cotação do transformador?

 

Normalmente incluem:​

• Indicadores de nível de óleo, utilizados para o monitoramento contínuo do volume de óleo isolante

• Indicadores de temperatura, destinados ao acompanhamento da temperatura do óleo e das condições térmicas de operação do transformador

• Válvula de alívio de pressão, responsável pela proteção do tanque do transformador contra elevação de pressão interna decorrente de falhas elétricas ou aumento excessivo da temperatura do óleo isolante

• Suporte para poste, utilizado para a fixação do transformador em redes aéreas.

 

Acessórios para transformadores a seco encapsulados em resina epóxi

 

Nos transformadores a seco, os acessórios estão relacionados principalmente ao controle térmico, podendo incluir:​

• Relé controlador de temperatura e sondas térmicas, responsáveis pelo monitoramento da temperatura dos enrolamentos e pela atuação de sistemas de proteção e alarme

• Sistema de ventilação forçada, utilizado para melhorar a dissipação de calor e permitir maior capacidade de carga

• Invólucro metálico, destinado à proteção mecânica, segurança elétrica e adequação ao ambiente de instalação, interno ou externo.

 

A correta seleção dos acessórios contribui para maior confiabilidade, segurança e facilidade de manutenção ao longo da vida útil do transformador.

 

Checklist para cotação de transformadores elétricos de média tensão

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Quais informações devo ter em mãos para cotar um transformador de média tensão?

 

Antes de solicitar uma cotação técnica, tenha em mãos:

• Tipo de transformador (imerso em óleo ou a seco encapsulado em resina epóxi)

• Potência nominal (kVA)

• Classe de tensão

• Tensão primária e secundária

• Grupo de ligação

• Tipo de isolação

• Classe térmica

• Normas técnicas aplicáveis

• Condições de instalação

• Acessórios

 

Instalação e manutenção

 

Requisitos de instalação

 

Devem ser considerados:

• Espaço físico disponível

• Ventilação adequada

• Acessibilidade para inspeção e manutenção

 

Plano de manutenção

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• Transformadores imersos em óleo exigem acompanhamento periódico do óleo e inspeções programadas

• Transformadores a seco também requerem acompanhamento periódico, porém contam com um plano de manutenção simplificado, focado principalmente em inspeções visuais, limpeza dos componentes e reaperto das conexões elétricas.​

 

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Conclusão

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"A correta especificação de transformadores elétricos de média tensão, sejam imersos a óleo ou a seco encapsulados em resina epóxi, exige atenção criteriosa aos parâmetros técnicos e às condições reais de operação. Um processo de especificação bem conduzido contribui diretamente para maior confiabilidade, segurança operacional e desempenho, aumentando a vida útil do transformador.

Caso precise de apoio na especificação, a equipe técnica da STKV pode auxiliar na validação dos dados antes da cotação."

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F. Solano Pereira