A importância da utilização do cobre em transformadores de distribuição de alta eficiência

jul, 2010

Edição 54, julho de 2010

Por Eduardo Gradiz, engenheiro eletricista e consultor do Procobre

Entre os mais diversos assuntos relacionados à engenharia elétrica, podemos destacar como índice crescente as perdas de energia nos sistemas elétricos de transmissão e distribuição no Brasil e em diversos outros países.

Em decorrência do crescimento acelerado do consumo e das situações técnicas e operacionais críticas, tais como elevados níveis de carregamento nos circuitos, nos transformadores e nas quedas de tensão, bem como ligações clandestinas e sem medição, verifica-se um enorme valor de perdas de energia.

Segundo um estudo do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), do grupo Eletrobras, sobre perdas técnicas em transformadores de distribuição no Brasil, realizado em 2008, a perda técnica total de energia, por dia, nos transformadores do sistema de distribuição brasileiro é da ordem de 22.169 MWh, o que corresponde a um custo diário de R$ 6.336.429,00, considerando a tarifa média de energia elétrica paga pelo consumidor brasileiro em 2009, fornecida pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), no valor de 1 MWh = R$ 285,82.

É importante salientar que o sistema de distribuição de energia é responsável por 2/3 das perdas verificadas no sistema global, que também envolve a transmissão, cuja responsabilidade corresponde a 1/3 restante. Assim, simples e eficazes melhorias se mostram economicamente viáveis e podem representar uma grande economia de energia.

Dentro desse contexto, estão os transformadores de distribuição que, embora tenham custo unitário relativamente baixo, são encontrados em grande quantidade, de modo que, em conjunto, representam boa parte dos investimentos das empresas de energia.

A melhoria da eficiência dos transformadores de distribuição apresenta grandes vantagens econômicas por serem os componentes do sistema mais simples de serem substituídos, quando comparados aos cabos das linhas; além disso, sua eficiência pode ser classificada, qualificada e padronizada.

Quando comparamos a importância do universo dos transformadores de distribuição com a dos transformadores de subestação, verificamos que, para cada kVA de potência dos transformadores instalados nas subestações, temos, geralmente, 1,5 kVA correspondente aos transformadores instalados nas redes de distribuição.

Cada p.u. de perdas para cada kVA de potência dos transformadores de subestações corresponde, em média, a 2,2 p.u. de perdas para cada kVA de potência dos transformadores de distribuição. Ainda, cada kVA dos transformadores de distribuição, em média, custa 1,5 vezes mais que cada kVA dos transformadores de subestação. Isto quer dizer que o universo dos transformadores de distribuição representa, do ponto de vista econômico, uma importância monetária de aproximadamente 3,6 a 4,2 vezes superior àquela apresentada pelos transformadores de subestações.

Apesar de o aperfeiçoamento tecnológico ser aplicado aos transformadores de distribuição, de forma a se obter sensíveis reduções no componente das perdas inerentes a esses equipamentos, eles ainda contribuem com uma parcela significativa no cálculo das perdas dos sistemas elétricos de distribuição.

A magnitude dessas perdas mostra a existência de um grande potencial a ser explorado, seja pelo uso de novas tecnologias, seja pelo uso de matérias-primas de alta eficiência, como o cobre nos enrolamentos, o óleo isolante, etc., seja por medidas normativas que induzam qualidade e eficiência em transformadores de distribuição. Deve ser ressaltado que, além de ações efetivas no aproveitamento do potencial de economia de energia e do aspecto econômico vantajoso, têm-se as repercussões ambientais de mitigação devido à redução no consumo energético.

Figura 1 – Comparação das perdas entre transformador padrão e eficiente de 75 kVA.

O que temos notado é que existe uma preocupação por parte das empresas distribuidoras em melhorar seu patrimônio de transformação, buscando, para isso, fazer aquisições, contemplando, na avaliação do custo, as perdas inerentes e provocando nos fabricantes pesquisa e novos projetos de transformadores mais eficientes.

Enfim, o que podemos observar é que se as empresas, em seus processos de compra, incorporaram a política de custeio das perdas e elaboram para isso um processo adequado de suprimento, podem sim, aos poucos, ir mudando o parque de transformadores, deixando-os mais eficientes para o sistema elétrico e beneficiando toda a cadeia envolvida, como os clientes, fornecedores, distribuidoras de energia e governo.

Os transformadores eficientes com enrolamentos de cobre podem ser uma excelente decisão para a conservação de fontes de energia, assim como para a redução de custos operacionais para a indústria e redução de perdas nas redes de distribuição das concessionárias.

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