Unidades Transformadoras de Potência

Os transformadores devem ser especificados tendo como ponto de partida os requisitos estabelecidos no anexo técnico do edital referente ao empreendimento objeto do leilão, sendo aplicadas as normas em vigor: ABNT NBR 5356:2007, NBR 5416 (aplicação de cargas) e a IEC 214 (comutador de derivação de cargas).

Também devem ser levadas em consideração as recomendações originárias dos estudos elétricos de sistema desenvolvidos para subsidiar a especificação dos equipamentos. Neste ponto destacam- se, para o caso dos transformadores, a avaliação do desempenho dos comutadores de derivação sob carga, desenvolvida nos estudos na frequência fundamental, e os estudos de transitórios eletromagnéticos das manobras de energização do transformador — no qual são estabelecidos os valores mínimos para o joelho da curva de saturação e para a reatância Xac.

Especificações de transformadores que contrariem as conclusões e recomendações dos Estudos de Energização de Transformadores, realizados pela própria Transmissora, serão consideradas como inadequadas, e são motivo para a não aprovação do Projeto Básico.

A seguir, são apresentados os principais itens a ser observados na especificação de transformadores, com destaque para as interfaces com os estudos elétricos.

• Potência Nominal: devem ser atendidas as orientações do anexo técnico do edital, no

que se refere ao valor das potências nominais entre enrolamentos, para a operação em qualquer tape especificado.

As unidades transformadoras devem possuir estágios de refrigeração capazes de atender aos procedimentos para aplicação de cargas estabelecidos na norma ABNT NBR 5356:2007. Deve ser observada a adequação da potência nominal especificada para o transformador, em função dos fluxos de potência resultantes no horizonte de planejamento estudado, conforme os estudos na frequência fundamental, item 3.1.2 do presente documento. É necessário atender aos requisitos de operação em sobrecarga especificados no anexo técnico.

Atenção especial deve ser dispensada à especificação da temperatura ambiente.

• Comutação: o comutador de derivação em carga deve ser projetado, fabricado e ensaiado

de acordo com a publicação IEC-214 “On Load Tap Changers”.

Serão atendidas as orientações do anexo técnico do edital que geralmente solicita a definição do enrolamento onde serão instalados os comutadores, para controlar a tensão de um determinado barramento pré-estabelecido.

Também deve ser especificada a faixa de derivações de tape com o número de posições de ajustes (tapes). A faixa especificada deve ser compatível com a estabelecida pelos estudos na frequência fundamental, caso esta seja mais abrangente que aquela especificada no anexo técnico.

• Carregamento: devem ser atendidas as orientações do anexo técnico do edital, que

geralmente estabelece as condições de carregamento a ser observadas, como por exemplo: 120% da potência nominal por período de 4 horas, e 140% por período de 30 minutos do seu ciclo de carga, para a expectativa de perda de vida útil normal estabelecida nas normas técnicas de carregamento de transformadores.

O transformador precisa ser capaz de operar nas condições estabelecidas na norma ABNT NBR 5416 e na Resolução Normativa ANEEL n° 191 de 12 de dezembro de 2005, resguardado o direito de adicional financeiro devido a sobrecargas que ocasionem perda adicional de sua vida útil, em conformidade com os procedimentos da Resolução Normativa ANEEL n° 513 de 16 de setembro de 2002.

Além disso, os transformadores devem ser capazes de operar com as suas potências nominais, em regime permanente, para toda a faixa operativa de tensão da rede básica, tanto no primário quanto no secundário, com ou sem comutadores de derivações, sejam eles em carga ou não. A titulo de exemplo: para um transformador 230/138kV – 150MVA, faixa de tapes (0,9-1,1), a potência nominal deverá ser fornecida para qualquer tape dentro desta faixa.

• Sobreexcitação: a unidade transformadora de potência deve ser especificada para

suportar, no mínimo, o perfil de sobreexcitação em vazio a 60Hz estabelecido no anexo técnico do edital, ou, na sua falta, de acordo com os submódulo 23.3 dos Procedimentos de Rede do ONS.

Tabela 4.4. Valores Indicativos de Sobretensões Admissíveis a 60Hz para Transformadores em Vazio. Fonte: Tabela 6 da Referência [5.1].

• Impedâncias: os valores das impedâncias entre o enrolamento primário e secundário

devem ser especificados de acordo com as diretrizes do anexo técnico do edital. Valores típicos (Xps) são na faixa de 12% a 14% na base da potência nominal para unidades de médio e baixo porte, e de 10% a 12% para unidades de maior porte. Os Procedimentos de Rede estabelecem apenas valores máximos.

Caso seja necessária a especificação de um enrolamento terciário, seja por solicitação do anexo técnico ou por necessidade da transmissora para alimentação de serviços auxiliares, o valor de Xps em conjunto com as potências de curto-circuito a ser informadas para o fabricante levará em conta a definição dos valores de Xst e Xpt.

Os estudos de transitórios eletromagnéticos de energização do transformador já deverão considerar os valores desses parâmetros informados pelo fabricante em potencial, mesmo considerando que, numa primeira etapa do projeto do equipamento, as análises sejam preliminares para a relação de tensão e potência especificada.

• Curva de Saturação – Joelho e Xac: no documento de especificação das unidades

transformadoras de potência, os parâmetros Joelho (pu) e Xac(%) da curva de magnetização devem ser sempre especificados, tomando como base as conclusões e recomendações dos estudos de transitórios eletromagnéticos da energização dos transformadores.

A Tabela 4.5 foi obtida a partir de consultas a fabricantes e fornece uma faixa orientativa que pode ser levada em conta nos estudos e especificações. Esta discussão deve preceder a compra do equipamento.

• Perdas: o valor das perdas das unidades transformadoras de qualquer potência deve ser

igual ou inferior a 0,3% da potência nominal na operação primário secundário.

Serão seguidas as orientações contidas no anexo técnico do edital, que geralmente estabelecem as diretrizes referentes às perdas. A Tabela 4.6 apresenta as perdas máximas entre o enrolamento primário e o secundário a ser observadas no caso de transformadores trifásicos ou monofásicos de potência trifásica superior a 5MVA e de tensão nominal de alta tensão igual ou superior a 230kV.

• Características de Curto-circuito: o dimensionamento das unidades transformadoras

deve considerar os requisitos de curto-circuito prescritos na norma ABNT NBR 5356:2007. Devem-se informar os níveis de curto-circuito máximos, simétricos e assimétricos, obtidos a partir dos estudos de sistema, previstos no horizonte de planejamento para as barras primária, secundária e terciária, caso existente, das unidades transformadoras. Deve-se considerar também, se for o caso, a necessidade de limitar os níveis de curto- circuito — como, por exemplo, no enrolamento terciário (entre AT-BT e MT-BT), e para qual patamar de potência de curto-circuito (MVA). A necessidade de limitação da potência de curto-circuito afeta o projeto dos enrolamentos do transformador.

Tabela 4.6. Perdas para Transformadores.

• Níveis de Isolamento: a especificação dos níveis de isolamento deve ser em função da

tensão máxima padronizada dos enrolamentos das unidades transformadoras, conforme prescritos na norma ABNT NBR 5356:2007.

- Tensão suportável nominal a impulso atmosférico; - Tensão suportável impulso de manobra.

Os níveis de isolamento especificados devem ser compatíveis com as conclusões e recomendações dos estudos de transitórios eletromagnéticos de coordenação de isolamento.

• Nível de Ruído: O nível de ruído audível emitido pelas unidades transformadoras de

potência deve estar em conformidade com a norma ABNT NBR 5356:2007. O nível de limitação de ruído especificado pode ter impacto no joelho da curva de saturação.

O item 9.1 contém a planilha dos dados a ser encaminhados ao ONS, como resultado do projeto básico.

A aprovação de um Projeto Básico corresponde ao compromisso de que serão respeitados os valores especificados no projeto. Depois de os equipamentos serem fornecidos pelos fabricantes, estes se submeterão a testes de aceitação por parte das Transmissoras.

As características finais serão fornecidas ao ONS, na época da entrada em operação, por meio de um processo denominado “Como Construído”. Nesta fase, os valores informados serão comparados àqueles informados na etapa de aprovação do projeto básico.