Controle e Supervisão de Carregamentos
de Transformadores Através do
Monitoramento Térmico Digital
Naidion Motta Silvério- SEL
Mauro Magalhães- SEL
Geraldo Rocha- SEL
Rodolfo Batista- ROMA
Introdução
• Aplicação de Cargas acima da potência
nominal (desde 1980)
• NBR 5416/1981 e 5416/1997
• Procedimento Carregamento Admissível
– Sobrecarga em transformadores é definida
termicamente e não por potência
– Sistema de Supervisão e Controle
– Uso de monitores térmicos digitais (IED) confiáveis
– Manter sob controle a ação de contaminantes
• 191/DEZ/2005, CPST e Submódulo 2.3 ONS
Aspectos Normativos do Brasil
• NBR 5416/97
Tipo de
Carregamento
Transformador
até 100MVA
Transformador
> 100 MVA
Condição Normal
150 %
130 %
Emergência
Longa Duração
150 %
130 %
Emergência
Curta Duração
150 %
140 %
Tipo de
Carregamento
Condição
Normal
Emergência
Longa
Duração
Emergência
Curta
Duração
Temperatura do
Topo do Óleo
Tr 55°C
Tr 65°C
Temp. do Ponto
mais Quente
Tr 55°C Tr 65°C
95°C
105°C
105°C 120°C
105°C
110°C
120°C 130°C
105°C
110°C
130°C 140°C
Aspectos Normativos do Brasil
• ANEEL 191/DEZ 2005
Tipo de
Carregamento
Transformador
> 100 MVA
Tempo (horas)
Condição Normal
100 %
19,5
Emergência
Longa Duração
130 %
4
Emergência
Curta Duração
140 %
1/2
Tipo de
Carregamento
Condição Normal
* Emergência Longa
Duração
* Emergência Curta
Duração
Temperatura do
Topo do Óleo
Tr 55°C
Tr 65°C
Temp. do Ponto
mais Quente
Tr 55°C Tr 65°C
95°C
105°C
105°C 120°C
105°C
110°C
120°C 130°C
105°C
110°C
130°C 140°C
* nota: A resolução 191 da ANEEL considera os limites termicos apenas para a
condição normal de carregamento na qual não há perda de vida diária maior
0.00684 %.
Aspectos Normativos do Brasil
• Empresas de Transmissão
– CPST (Contrato de Prestação de Serviços de
Transmissão) 2008
• Critério de sobrecarga baseado na potência nominal
– 100% Normal
– 120% 2 horas
Aspectos Normativos do Brasil
Porcentagem da Potencia Nominal
• Procedimento de Rede Submódulo 2.3 ONS
(a partir de 2012)
140%
120%
100%
4h ½h
Ciclo de Carga Diária [h]
24 h
Aspectos Normativos do Brasil
• Empresas Distribuídoras
– Não há regulamentação para aplicação de cargas
– Critérios definidos pela própria empresa
– Geralmente adotam:
• Carregamento normal até 100% da nominal
• Carregamento em emergência/contingência 120% da
nominal por 2 horas
Utilização dos Limites Térmicos da NBR
5416/97 para Aplicação de Cargas
• Análise simultânea da potência e da
temperatura
• Temperatura do transformador relacionada a
temperatura ambiente, pré-carregamento,
eficiência do sistema de ventilação
• Controle dinâmico e possibilidade de
maximização do carregamento
• Utilização de monitor térmico avançado para
controle das variáveis
Utilização dos Limites Térmicos da NBR
5416/97 para Aplicação de Cargas
• Análise simultânea da potência e da temperatura
Tipo de
Carregamento
Transformador Transformador
até 100MVA
> 100 MVA
Condição Normal
150 %
130 %
Emergência
Longa Duração
150 %
130 %
Emergência
Curta Duração
150 %
140 %
Tipo de
Carregamento
Condição
Normal
Emergência
Longa
Duração
Emergência
Curta
Duração
Temperatura do
Topo do Óleo
Tr 55°C
Tr 65°C
Temp. do Ponto
mais Quente
Tr 55°C Tr 65°C
95°C
105°C 105°C 120°C
105°C
110°C 120°C 130°C
105°C
110°C 130°C 140°C
Utilização dos Limites Térmicos da NBR
5416/97 para Aplicação de Cargas
• Temperatura do transformador relacionada a
temperatura ambiente, pré-carregamento,
eficiência do sistema de ventilação
Utilização dos Limites Térmicos da NBR
5416/97 para Aplicação de Cargas
• Controle dinâmico das temperaturas
Utilização dos Limites Térmicos da NBR
5416/97 para Aplicação de Cargas
• Utilização de monitor térmico avançado
Campo de Aplicação do
Monitoramento Térmico Digital
• Controle e supervisão da aplicação de cargas
• Validação da potência nominal dos projetos
• Aplicação da RESOLUÇÃO 191/DEZ 2005
ANEEL e no Procedimento de Rede
Submódulo 2.3 ONS
Vantagens dos Monitores Térmicos
– Possibilitar a utilização de limites de carregamentos
acima das condições nominais com segurança e
confiabilidade;
– Possibilitar redução do corte/transferências de cargas
acarretando melhorias no fornecimento ao consumidor.
– Atendimento a área de planejamento e comercial em
situações emergenciais de atendimentos a clientes
importantes;
– Controle e monitoramento do sistema de resfriamento
– Controle da perda de vida dentro dos limites de projeto
Critérios para Especificação dos
Monitores Térmicos Digitais
• Atenda qualquer norma de projeto (NBR,
ANSI, IEC)
• Perda de Vida Atual e Acumulada em Tempo
Real
• Modelagem térmica para cada estágio de
ventilação
• Medição da temperatura ambiente
• Capacidade de calcular a temperatura do óleo
• Relatório térmico periódico
Conclusão
• Controle de carregamento por temperatura
permite otimizar a potência aplicada a um
transformador
• Atualmente os limites de carregamento não se
baseiam em limites térmicos
• Monitores digitais confiáveis permitem
controle de carregamento por temperatura
• Viabilização do intercâmbio de energia sem
riscos de danos aos transformadores