Espaço para crescimento: transformadores energeticamente eficientes para melhorar a viabilidade comercial

O desempenho do transformador tem grande impacto no consumo de energia elétrica e nas despesas de operação e manutenção das concessionárias, dada a operação constante do equipamento ao longo de sua vida útil de 25 anos, tornando ainda mais essencial o investimento em transformadores energeticamente eficientes. A viabilidade comercial de transformadores energeticamente eficientes, juntamente com a baixa penetração no mercado de transformadores altamente eficientes, significa que há espaço significativo para crescimento.

Os transformadores são dispositivos estáticos em sistemas elétricos que transferem energia elétrica entre circuitos por meio de indução eletromagnética. Sua aplicação possibilita uma economia significativa de energia ao aumentar a tensão e diminuir a corrente, pois as perdas são proporcionais à quantidade de corrente que passa pelo fio. Geralmente, a eletricidade passará por quatro ou cinco transformadores enquanto viaja da usina até o consumidor.

Os transformadores têm uma eficiência média de cerca de 98,5 por cento, tornando-os alguns dos equipamentos com maior eficiência energética. No entanto, dada a sua longa vida útil, é melhor investir em transformadores altamente eficientes para evitar o acúmulo de perdas substanciais de energia no agregado. Além disso, falhas repentinas são reduzidas devido ao uso de materiais de melhor qualidade e design otimizado, além de menor custo de manutenção. Esses benefícios se somam e se equilibram com o inevitável aumento no custo de compra, pois cobre adicional nos enrolamentos e melhores materiais no núcleo serão usados ​​na fabricação de transformadores de alta eficiência.

Os transformadores mais comuns são os transformadores preenchidos com líquido com enrolamentos isolados e resfriados com um líquido. Esses transformadores são os mais utilizados pelas concessionárias de energia elétrica e podem ser encontrados em todas as etapas da rede elétrica, desde a geração até a transmissão e distribuição. Eles geralmente são preenchidos com óleo mineral, que é inflamável e pode ser proibido para uso dentro de edifícios, mas líquidos resistentes ao fogo estão disponíveis. Por exemplo, transformadores abastecidos com óleo éster também estão sendo promovidos em áreas/cidades lotadas para minimizar acidentes devido a incêndios.

Outro tipo de transformador é o transformador a seco, que é isolado e resfriado pelo ar que circula pelas bobinas. Esses transformadores são encontrados em certas redes de distribuição e normalmente são usados ​​por clientes comerciais e industriais, em vez de concessionárias de energia elétrica. Os transformadores preenchidos com líquido tendem a ser mais eficientes do que os transformadores do tipo seco para a mesma potência nominal (kVA). Eles também tendem a ter maior capacidade de sobrecarga e vida útil mais longa.

Tipos de perdas

Perdas sem carga: Isso inclui perda por histerese e perda por corrente parasita. O fluxo do núcleo em um transformador é praticamente constante para todas as cargas – cerca de 1-3 por cento de variação de condições sem carga a plena carga. Devido a isso, a perda no núcleo é considerada praticamente constante para um determinado transformador.

Perda de carga: Também chamada de perda de cobre ou perda de curto-circuito, essa perda é devida a perdas resistivas em enrolamentos/condutores e perdas parasitas devido ao fluxo de correntes parasitas no trabalho de aço estrutural e nos enrolamentos. Esta perda é proporcional ao quadrado da corrente.

Perda do ventilador de resfriamento: É causada pela energia consumida pelos ventiladores que resfriam o banco/corpo do radiador do transformador. Quanto maiores forem as perdas do transformador, maior será o tamanho do ventilador. Isso resultará em maiores perdas nas unidades de resfriamento.

O Bureau of Indian Standards comprou o padrão revisado IS 1180:2014, "Transformadores de distribuição imersos em óleo do tipo externo até e incluindo 2.500 kVA, 33 kV - Especificação Parte 1 Imersos em óleo mineral". Este padrão estende o escopo de cobertura além de 200 kVA e até e incluindo 2.500 kVA e 33 kV. O uso de material orientado a grãos laminados a frio de baixa perda ou novas tecnologias, como transformadores de distribuição amorfos, estão sendo usados ​​em versões emergentes de transformadores para minimizar a perda de energia.