* Graduando em Engenharia Elétrica, victorquinteiro@hotmail.com ** Prof. Orientador. Mestre em Energia, Universidade Salvador, paulo.andrade@pro.unifacs.br

ANÁLISE DE TRANSFORMADORES DE DISTRIBUIÇÃO VISANDO

REDUÇÃO DE PERDAS NO SISTEMA ELÉTRICO DA COELBA

Victor de Souza Quinteiro*

Paulo Andrade Souza**

Resumo Os transformadores de distribuição são uns dos equipamentos mais importantes na rede de distribuição. A aplicação deste equipamento é acompanhada por diversas perdas que acarretam custos na operação da distribuição. Uma alternativa para redução das perdas de energia é investir em transformadores que possuam perdas reduzidas, mantendo-se viáveis economicamente. A proposta deste trabalho é analisar um transformador eficiente que reduza as perdas elétricas no sistema da Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia (Coelba) utilizando o cálculo de capitalização de perdas. Palavras-chave: Transformador de distribuição, perdas, capitalização de perdas, Coelba.

Abstract Distribution transformers are one of the most important equipment in the distribution network. The application of this equipment is accompanied by various losses that have costs in the operation of distribution. An alternative to reducing losses is to invest in transformers having low losses, while remaining economically viable. The purpose of this paper is to analyze an efficient transformer that reduces the electrical losses in Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia (Coelba) system using the capitalization of losses calculation. Keywords: Distribution transformer, losses, capitalization of losses, Coelba.

1. INTRODUÇÃO

Em 1885, George Westinghouse Jr. compra os direitos da patente de Goulard-

Gibbs, apresentados na Feira Internacional de Turim em 1884, para construir

transformadores de corrente alternada e encarrega William Stanley dessa tarefa, onde

o mesmo desenvolveu o primeiro modelo comercial do que, naquele momento,

nomeou-se de “transformador” (GUIMARÃES, 2009). Desde a sua criação até hoje, é

um dos mais importantes equipamentos, principalmente no sistema de potência, onde

o mesmo é aplicado em uma variedade de atividades.

O Brasil atualmente passa por um momento difícil no setor elétrico. Segundo o

presidente do Conselho de Administração da Câmara de Comercialização de Energia

Elétrica (CCEE), Luiz Eduardo Barata, em 2014, a falta de chuvas elevou os preços de

energia de curto prazo, com acionamento de térmicas mais caras, enquanto as

distribuidoras tiveram que arcar com fortes gastos no mercado de energia de curto prazo

para atender a demanda. Com isso, tanto os consumidores como as distribuidoras saem

prejudicadas.

As soluções mais buscadas no momento para amenizar o alto consumo de

energia elétrica é a aplicação da eficiência energética em todo o sistema, desde as

residências até a geração primária de energia elétrica. Para atingir esse objetivo o

melhor a se fazer, além de adotar novas tecnologias mais eficientes, é mudar o hábito

no conceito de otimização do sistema elétrico para redução das perdas elétricas e a

conscientização da população em geral para diminuir o consumo excessivo da energia

elétrica.

Na rede de distribuição, somente os transformadores são responsáveis por

33,3% das perdas onde o mesmo atua (PICANÇO et. al., 2007). Além de acarretar

custos para a concessionária, a energia desperdiçada dessas perdas gera um impacto

considerável no sistema elétrico, onde essa energia perdida poderia ser utilizada de

modo eficiente e, também reduziria na conta dos consumidores. Portanto, uma das

soluções para a redução destas perdas é estudar a aplicação de transformadores

eficientes.

Segundo o estudo realizado em Paraisópolis, com o uso de transformadores

de alta eficiência, adequadamente projetados, é possível economizar 2 MWh por ano

por transformador de 100 kVA, só em redução de perdas, sem contar a melhoria dos

indicadores técnicos e a redução dos custos operacionais.

Este trabalho tem o objetivo de apresentar um estudo de caso do sistema de

distribuição da Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia (Coelba) – Neoenergia

analisando a viabilidade econômica no investimento de transformadores de

distribuição (à óleo isolante mineral e vegetal) eficientes por meio da capitalização de

perdas, comparando a um projeto de transformador padrão adotado pela

Distribuidora, assim, provando que optar por equipamentos mais eficientes reduzirá

nas perdas elétricas do sistema da Companhia, obtendo um retorno financeiro.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Segundo dados do ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico), em

novembro de 2015, 85% dos reservatórios das hidrelétricas está com nível menor do

que o registrado em 2001, que foi o ano de racionamento de energia no país. Isso

porque a estiagem atingiu 18 dos 21 principais reservatórios do país. Com a falta de

chuvas e o baixo nível das represas, as termelétricas foram incorporadas ao sistema

para manter a produção energética, elevando o custo do megawatt/hora (MWh) a

patamares recordes (VALE, 2015).

A eficiência energética é um dos meios de amenizar esta atual crise do sistema

elétrico. Estão sendo desenvolvidos programas de redução no consumo de energia,

desde o simples ato do uso consciente da eletricidade à desenvolvimento de

equipamentos de alta eficiência.

Os transformadores de potência aplicados em subestações e linhas de

transmissão são equipamentos de alta eficiência, pois seu papel tem uma importância

relevante onde será aplicado. Porém, os transformadores de rede de distribuição

padrão - segundo a NBR5440:2014, são determinados com nível de isolamento com

classe de tensão de 15 kV até 36,2 kV - são construídos com materiais de menor

qualidade (comparando aos transformadores acima de 36,2 kV) para atender a preços

compatíveis ao mercado.

Isso levou o Ministério de Minas e Energia a regulamentar a especificação de

Etiqueta de Eficiência Energética em transformadores de redes de distribuição em

líquido isolante. A etiqueta indica o grau de consumo do aparelho semelhante ao

aplicado em geladeiras, condicionadores de ar residenciais e outros equipamentos

elétricos (VARELA, 2013).

Essa iniciativa foi feita pelo Cepel (Centro de Pesquisas de Energia Elétrica),

que iniciou essa discussão em 2005, e a pedido da Eletrobras, foi aberto um projeto

para o assunto. Desde então mais um novo produto foi aprovado no Programa

Brasileiro de Etiquetagem (PBE) e, portanto, vai receber a Etiqueta Nacional de

Conservação de Energia (ENCE). A partir de janeiro de 2014, com base na portaria

interministerial número 104, de 22 de março de 2013, somente poderão ser

comercializados no Brasil transformadores etiquetados com base no Programa

Brasileiro de Etiquetagem (PBE) e, no prazo de dois anos, novos níveis de

desempenho devem ser propostos, buscando os melhores desempenhos das

máquinas e das tecnologias disponíveis, para uma rede de distribuição eficiente

(PROCEL, 2013).

A ABNT atualizou a norma NBR 5440:2014 – Transformadores para redes

aéreas de distribuição, onde a errata acrescenta em todas as tabelas de ensaios de

perdas, os níveis de eficiência que vão de A até E, sendo do mais ao menos eficiente

respectivamente.

Geralmente, o hábito, especialmente das concessionárias, na compra de

transformadores é escolher o projeto de transformador que indica menor custo total,

sendo um projeto de transformador padrão (geralmente de nível E) que possui um

menor tempo de retorno do investimento. Porém, é importante visar que quando se

compara as perdas acumuladas ao longo de sua vida útil, o custo adicional destes

equipamentos mais eficientes pode compensar, além de reduzir o impacto de perda

de energia na rede de distribuição, resulta em uma economia energética e financeira

para ambos os lados: concessionária e consumidor (ARAUJO, 2007).

Estas perdas causam na quantidade de energia comprada e, por tanto, na

receita da distribuidora. Este impacto é refletido na revisão tarifária e no benefício

auferido aos consumidores. É atribuição da Agência Nacional de Energia Elétrica

(ANEEL) estabelecer um valor de repasse das perdas de energia para as tarifas de

forma transparente e que incentive a eficiência (OLIVEIRA, 2009). Esse aumento da

eficiência beneficia tanto para a distribuidora que aumenta a receita reduzindo os

riscos de investimento, quanto para os consumidores através da modicidade tarifária

(EL-KHATTAM, 2005).

Para obter uma noção de como as perdas são elevadas no país, foi realizado

um estudo pela Cepel, em 2007, onde mostra que a perda técnica total é de 22.169,3

MWh por dia nos transformadores de sistema de distribuição do Brasil. O que

corresponde a um custo de R$ 6.847.206,08 por dia, considerando a tarifa média de

energia elétrica no valor de 1 MWh = R$ 308,86 com base no ano do estudo.

2.1 Perdas de Energia

No transformador, as perdas são de natureza elétrica e magnética. Tais perdas

podem parecer insignificantes quando comparadas com a potência nominal do

equipamento, porém, numa opção para escolha, elas definem qual será o

transformador a ser adquirido (PRINZ, 2000).

As perdas no setor de distribuição são separadas em “perdas técnicas” e

“perdas não técnicas ou comerciais”. Pela definição da ANEEL: A perda técnica

decorre das leis da física, podendo ser de origem térmica, magnética ou dielétrica,

sendo a energia elétrica dissipada proveniente dos suprimentos de energia da

distribuidora e os pontos de entrega nas instalações das unidades consumidoras ou

distribuidoras supridas. Já a perda comercial está relacionada à gestão comercial da

distribuidora, sendo causado pelo furto de energia e erros de medição, onde é

contabilizada pela diferença entre as perdas técnicas e as perdas totais.

Segundo a Procobre (International Copper Association, 2010), num

esclarecimento sobre as perdas, tem-se:

Perdas em Vazio (ocorrem no núcleo de ferro):

Histerese: se refere à energia perdida durante a inversão do campo

magnético no núcleo quando aplicada uma tensão alternada no

enrolamento primário.

Foucault: é uma perda de potência causada pelas correntes circulantes que

surgem em percursos fechados dentro do corpo de um material

ferromagnético devido à ação do fluxo variável.

Perdas em Carga (ocorrem nos enrolamentos):

Perdas Joule: ocorre devida a resistência ôhmica dos condutores que

compõe os enrolamentos.

Perdas do fluxo de dispersão: são relacionadas à parcela do fluxo produzido

pelo enrolamento primário e que não é aproveitado pelo secundário.

Estas perdas dependem do material utilizado, da corrente elétrica, do

carregamento do transformador e das características construtivas.

A seguir, a Tabela 1 mostra claramente que as perdas técnicas de

transformadores estão concentradas no subgrupo A4 e grupo B no sistema da Coelba,

onde são definidas as variáveis de tarifas referentes a esses grupos no cálculo de

capitalização de perdas, como segue no item 2.3.

Tabela 1 - Perdas técnicas nos transformadores da Coelba discriminadas entre ferro e cobre. Fonte: Nota Técnica n° 0085/2013-SRD/ANEEL

A Tabela 2 mostra o total de perdas técnicas (de todos os equipamentos)

contabilizada na Concessionária.

Tabela 2 - Montante de perdas no sistema de distribuição da Coelba. Fonte:

Nota Técnica n° 0085/2013-SRD/ANEEL

Analisando as Tabelas 1 e 2, percebe-se que somente as perdas dos

transformadores compõem 27,21% de todas as perdas técnicas do sistema da

Coelba.

2.2 Capitalização de perdas

A descrição do texto a seguir retrata o que é definido no Anexo F (informativo)

da norma ABNT NBR 5440:2014 e do normativo da Coelba VR01.02-00.001 –

Especificação de Transformadores de Distribuição – 2014 sobre as perdas

capitalizadas para o entendimento no processo do estudo.

O preço final de um transformador consiste em várias parcelas, incluindo o

preço de compra, o valor das perdas de energia, os custos de manutenção e reparos

e de alienação.

Geralmente, o fabricante tem interesse em fornecer o transformador mais

barato, isto é, com menor custo final, que atenda aos requisitos de uma dada

aplicação, fato baseado em compras da Coelba e nas demais distribuidoras.

Na comparação de dois transformadores com preços e/ou perdas diferentes,

recomenda-se levar em consideração que o valor do transformador é desembolsado

no momento da aquisição enquanto as perdas ocorrem durante a vida útil do

equipamento. Usualmente os custos são convertidos para o momento da compra

determinando seu valor presente. Quando os transformadores são comparados com

relação às perdas de energia, o processo é denominado avaliação ou capitalização

de perdas.

No processo de avaliação de perdas, três dados são necessários: preço de

compra, perdas em carga e perdas em vazio.

Para uma determinada perda em carga do transformador, convém que o

comprador determine o custo por quilowatt, ou seja, o valor capitalizado das perdas

(valor presente líquido) em carga durante a vida útil do transformador ou por um

período menor, 5 a 10 anos (antes definido em 25 anos, mas recentemente foi provado

pelo estudo da LACTEC, em 2012, que a média é de 10 anos, assumido pela Coelba).

Este custo é baseado na carga esperada do transformador no tempo e no valor médio

do quilowatt-hora.

De forma similar, para uma determinada perda em vazio do transformador,

recomenda-se que o comprador determine o valor capitalizado das perdas em vazio.

Convém que este custo se baseie no custo médio do quilowatt-hora e na taxa de

desconto definida pelo comprador. Como os transformadores permanecem ligados à

rede por praticamente 100% do tempo, e as perdas em vazio independem da carga,

a curva de carga não é relevante. O preço médio do quilowatt-hora tende a ser menor

do que para as perdas em carga, uma vez que as perdas em carga tendem a ser

coincidentes com o pico de carga do sistema, momento em que a energia é muito

cara.

Se valores elevados para capitalização das perdas são escolhidos,

transformadores com baixas perdas e custo de investimento mais elevado tendem a

ser favorecidos. Entretanto, se o valor da capitalização for zero, o comprador

efetivamente elimina a avaliação de perdas da decisão de compra, o que favorece o

transformador mais barato.

Assim, o custo total (CTotal) de um transformador pode ser expresso pela soma

do custo de aquisição (CAquisição), o custo das perdas em vazio e o custo das perdas

em carga, de acordo com a equação abaixo:

CTotal = CAquisição + Cw0 + CwL (1)

Onde:

Cw0 é o custo das perdas capitalizadas em vazio (R$);

CwL é o custo das perdas capitalizadas em carga (R$).

Cw0 e CwL dependem da expectativa de carga do transformador e do preço da

energia, além de outros fatores.

A escolha dos fatores Cw0 e CwL são difíceis, uma vez que a carga futura do

transformador não é conhecida. O valor do quilowatt-hora a ser utilizado também é

difícil de ser previsto durante a vida útil do transformador. Finalmente, a taxa de

desconto, durante a vida útil do transformador, pode ser difícil de determinar.

A seguir, é mostrado um método simples de determinação dos fatores Cw0 e

CwL. Aqui é considerado apenas o preço do transformador e das perdas durante sua

vida útil. Mas será realizado o cálculo com todas suas variáveis de acordo com a

norma VR01.02-00.001 (2014) da Coelba, só que por motivo das fórmulas serem

extensas, será indicado a fórmula base já considerando todos os custo das perdas

durante a vida útil do transformador. Os fatores Cw0 e CwL são calculados a seguir:

𝐶𝑤0 =(1+𝑖)𝑛

𝑖(1+𝑖)𝑛 . 𝐶𝑘𝑊ℎ . 𝑊0. 8760 (2)

𝐶𝑤𝐿 =(1+𝑖)𝑛−1

𝑖(1+𝑖)𝑛 . 𝐶𝑘𝑊ℎ . 𝑊𝑐𝑢 . 8760. (𝐼𝐿

𝐼𝑅)2 (3)

Onde:

i é a taxa de desconto, expressa em percentagem por ano (%/ano);

n é a vida útil, expressa em anos;

CkWh é o preço do quilowatt-hora (R$/kWh);

8760 é o número de horas do ano (h/ano);

W0 é a perda em vazio (W);

Wcu é a perda em carga (W);

IL é a corrente média de carga (A);

IR é a a corrente nominal (A).

Esta equação assume que o preço da energia e a carga são constantes durante

a vida útil do transformador.

Usualmente, os valores Cw0 e CwL são informados aos fabricantes de

transformador quando do pedido de cotação. Assim, eles podem iniciar um processo

de projeto do transformador de modo a obter o transformador que apresenta o melhor

desempenho utilizando a equação. O resultado deste processo aponta o

transformador economicamente viável, isto é, o transformador que apresenta o menor

custo durante a vida útil (BOUWMAN et. al., 2003).

3. O PROJETO

Consiste em uma análise dos dados de perdas entre dois transformadores de

distribuição isolados a óleo mineral (um padrão de “nível E” e um eficiente de “nível

D”), através da capitalização de perdas, para indicar qual o melhor equipamento em

termos de eficiência e justificar se o mesmo é viável economicamente.

Ressaltando que o transformador de nível D foi escolhido para este estudo

devido à Coelba investir nestes para os próximos lotes de compra, sendo um

experimento para analisar seu comportamento no sistema e avaliá-lo.

De acordo com o Engenheiro de análise técnica de equipamentos elétricos da

Coelba, José Humberto, tecnicamente seria viável o uso de transformadores de nível

A ou B para redução das perdas elétricas no sistema de distribuição da Coelba, mas

o elevado custo do equipamento que provém da melhor qualidade do material (como

o núcleo amorfo) inviabiliza no investimento para aplicação em cargas urbanas, pois

o tempo de vida útil não possui retorno financeiro, podendo até trazer prejuízo à

distribuidora. Somente seria viável o nível A ou B em determinadas cargas rurais, pois

pela análise feita da curva de carga durante um mês prova que durante o período

noturno o consumo é reduzido mais da metade em comparação ao consumo diurno.

Esse fenômeno gera altas perdas em vazio que são contabilizadas para a rede da

Coelba. Com o transformador de núcleo amorfo (sua característica é a redução das

perdas em vazio) seria o mais indicado a esse tipo de projeto. Humberto ainda afirma

que se o retorno do transformador nível D for positivo durante observação de um ano,

possivelmente, no próximo ano, será feita a compra do nível C para avaliação.

3.1 Metodologia Aplicada

É importante ressaltar que, para transformadores de propriedade Coelba, os

dados de perdas informado pelo fabricante tem tolerância de mais 10% para perdas

em vazio e mais 6% para perdas totais.

Por sigilo comercial da Coelba, este estudo não indicará os dados de perdas e

preço unitário informado pelo fabricante. Desse modo foi feita uma estimativa do preço

entre dois fabricantes e os valores de perdas máximas para cada nível (apresentadas

em negrito nas tabelas dos próximos itens) para obter uma noção dos valores

capitalizados.

Por haver diversos valores de potência para este tipo de equipamento, serão

analisados três projetos de transformador mais utilizados na Coelba, de potências 10

kVA, 30 kVA e 45 kVA dispostos a seguir:

3.1.1 Transformador de 10 kVA

Primeiro, será definido 10 kVA devido ao grande investimento dos mesmos

para o “Projeto Luz para Todos” que pelo Decreto nº 8.387 alterou o Decreto nº 7.520

prorrogando o prazo do programa até 2018. Os dados de perdas estão apresentados

na Tabela 3:

Tabela 3 – Comparação entre Nível E e D em valores de perdas, correntes de excitação e tensões de curto-circuito para transformador monofásico com tensão de 10 kV com tensões máximas de 15 kV. Fonte: NBR 5440:2014 (adaptada)

Potência do transformador

kVA

Eficiência Perda

em vazio

Perda total

Rendimento mínimo C=0,5

e FP=0,92

Corrente de

excitação

Tensão de curto-

circuito

Nível W W % % %

10

A 30 160 98,66

2,7 2,5

B 35 180 98,47

C 40 200 98,29

D 45 225 98,08

E 50 245 97,9

Utilizando o cálculo de capitalização de perdas, o preço final capitalizado segue

na Tabela 4:

Tabela 4 – Preço final capitalizado para transformador de 10 kVA. Fonte: Autoria própria

Transformador 10 kVA

Perdas durante 10 anos

(R$)

Preço médio

unitário (R$)

Preço Final (R$)

Nº de transformadores

TOTAL (R$)

Nível E 639,36 1.500,00 2.139,36 111.624

238.803.796,26

Nível D 576,36 1.522,50 2.098,86 234.283.194,76

A diferença entre os dois níveis (E e D) é de 1,89%. E supondo que a

quantidade de transformadores de 10 kVA em operação (com 111.624 até outubro de

2015) fossem substituídos para transformadores de nível D, a economia seria de R$

4.520.601,50.

3.1.2 Transformador de 30 kVA

Segundo, será definido 30 kVA devido a potência média atual da

Concessionária. Através da potência média, pode-se obter uma noção da

capitalização de perdas médio para um investimento futuro. Os dados de perdas estão

apresentados na Tabela 5:

Tabela 5 – Comparação entre Nível E e D em valores de perdas, correntes de excitação e tensões de curto-circuito para transformador trifásico com tensão de 30 kV com tensões máximas de 15 kV. Fonte: NBR 5440:2014 (adaptada)

Potência do transformador

kVA

Eficiência Perda

em vazio

Perda total

Rendimento mínimo C=0,5 e FP=0,92

Corrente de excitação

Tensão de curto-circuito

Nível W W % % %

30

A 75 445 98,8

3,6 3,5

B 90 495 98,63

C 110 560 98,41

D 130 630 98,19

E 150 695 97,97

Utilizando o cálculo de capitalização de perdas, o preço final capitalizado segue na

Tabela 6:

Tabela 6 – Preço final capitalizado para transformador de 30 kVA. Fonte: Autoria própria

Transformador 30 kVA

Perdas durante 10 anos

(R$)

Preço médio

unitário (R$)

Preço Final (R$)

Nº de transformadores

TOTAL (R$)

Nível E 3.319,27 3.500,00 6.819,27 20.035

136.624.030,80

Nível D 2.954,02 3.552,50 6.506,52 130.358.047,18

A diferença entre os dois níveis (E e D) é de 4,59%. E supondo que a

quantidade de transformadores de 30 kVA em operação (com 20.035 até outubro de

2015) fossem substituídos para transformadores de nível D, a economia seria de R$

6.265.983,62.

3.1.3 Transformador de 45 kVA

Por último, será definido 45 kVA devido ao maior número de compras do

mesmo em comparação a outras potências da Concessionária. Os dados de perdas

estão apresentados na Tabela 7:

Tabela 7 – Comparação entre Nível E e D em valores de perdas, correntes de excitação e tensões de curto-circuito para transformador trifásico com tensão de 45 kV com tensões máximas de 15 kV. Fonte: NBR 5440:2014 (adaptada)

Potência do transformador

kVA

Eficiência Perda

em vazio

Perda total

Rendimento mínimo C=0,5

e FP=0,92

Corrente de

excitação

Tensão de curto-circuito

Nível W W % % %

45

A 100 610 98,91

3,2 3,5

B 115 670 98,79

C 140 760 98,59

D 170 855 98,38

E 195 945 98,19

Utilizando o cálculo de capitalização de perdas, o preço final capitalizado segue na

Tabela 8:

Tabela 8 – Preço final capitalizado para transformador de 45 kVA. Fonte: Autoria própria

Transformador 45 kVA

Perdas durante 10 anos

(R$)

Preço médio

unitário (R$)

Preço Final (R$)

Nº de transformadores

TOTAL (R$)

Nível E 4.431,02 4.374,68 8.805,70 20.061

176.651.226,62

Nível D 3.950,01 4.440,30 8.390,31 168.317.940,31

A diferença entre os dois níveis (E e D) é de 4,72%. E supondo que a

quantidade de transformadores de 45 kVA em operação (com 20.061 até outubro de

2015) fossem substituídos para transformadores de nível D, a economia seria de R$

8.333.286,31.

3.2 Plano de Investimento

Com base nas informações obtidas nos cálculos de capitalização de perdas, do

item anterior, além de cálculos de transformadores acima de 45 kVA não

demonstrados neste trabalho, mas apresentados na Figura 1, percebe-se que mesmo

em maior quantidade de transformadores em operação, o de 10 kVA não tem

significância em relação aos demais apresentados.

O mais recomendado seria investir a partir de 30 kVA, principalmente o de 75

kVA que teria o maior retorno financeiro, onde a diferença entre os dois níveis (E e D)

é de 11,27%, e supondo que a quantidade de transformadores em operação (com

20.166 até outubro de 2015) fossem substituídos para transformadores de nível D, a

economia seria de R$ 15.013.117,43.

Para melhor entendimento dessa análise, os gráficos da Figura 1 e Figura 2 a

seguir demonstram detalhadamente o estudo:

Figura 1 - Diferença do Preço Final entre Transformadores de Nível E e D e suas respectivas potências.

Fonte: Autoria própria

1,89%

4,59% 4,72%

11,27% 11,16% 11,18%

0,00%

2,00%

4,00%

6,00%

8,00%

10,00%

12,00%

10kVA 30kVA 45kVA 75kVA 150kVA 300kVA

PER

CEN

TUAL

POTÊNCIA

Diferença do Preço Final entre Transformadores de Nível E e D e suas respectivas potências

Figura 2 - Prioridade no investimento com base na Quantidade de transformadores instalados x Economia na substituição do Nível E para o D.

Fonte: Autoria própria

4. RESULTADOS ALCANÇADOS

Este trabalho demonstrou como é feito o cálculo de capitalização de perdas

para determinar o melhor projeto de transformador para um investimento que obtenha

um payback e que haja redução de perdas elétricas no sistema da Coelba.

Segundo o Engenheiro Especialista da Coelba, Marcus Vinícius A. Alves,

entrevistado no dia 14 de setembro de 2015, isto pode facilitar o emprego de

transformadores eficientes na Coelba e demais distribuidoras, desde que seja feito um

estudo aprofundado para a aplicação de cada projeto dependendo de outras variáveis,

como locais propícios a descargas atmosféricas por exemplo, onde o investimento

possui riscos capitalizando as perdas baseando na vida útil de 10 anos, podendo

haver avaria do equipamento muito antes do planejado se não realizar manutenções

periódicas e possuir instalado para-raios para proteção do mesmo.

Foi comprovado que é viável técnico e financeiramente o investimento em

transformadores eficientes de nível D, principalmente para transformadores de

potência de 75 kVA por conter perdas elétricas mais consideráveis no nível E em

relação ao nível D.

Por questões da crise do setor elétrico atualmente, é necessário investir em

eficiência energética e, teoricamente, se fosse investido somente na compra de

transformadores nível D e os mesmos fossem substituídos pelos transformadores de

nível E, por exemplo, haveria uma eficiência no sistema da distribuidora onde somente

com essa redução já seria suficiente para evitar de gerar 16,15% dos 65 MW médios

da Termopernambuco - Termope (empresa do grupo Neoenergia) para a Coelba

(sendo este o contrato de venda de energia feito entre as duas empresas).

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O preço final de um transformador consiste em várias parcelas, incluindo o

preço de compra, o valor das perdas de energia, os custos de manutenção e reparos

e de alienação. O preço de compra e o valor das perdas de energia são os fatores-

chave para comparação de projetos de transformadores diferentes.

Usualmente os custos são convertidos para o momento da compra

determinando seu valor presente através do uso de capitalização de perdas.

No estudo, foi realizado a comparação entre transformadores de nível de

perdas E e D, categorizado por suas respectivas potências. Separando por classe de

potência, mostrou-se mais nítido em qual transformador deve ser investido para obter

o melhor retorno financeiro e redução de perdas elétricas no sistema da Companhia,

podendo trazer diversos benefícios. Foi provado que mesmo em maior quantidade em

relação aos demais, os transformadores de 10 kVA não são tão relevantes para o

investimento do nível D, diferente dos transformadores de 75 kVA que seriam os mais

viáveis economicamente. Porém, seria viável a substituição de transformadores de 10

kVA de nível D por equipamentos de nível E ao longo do tempo em que o último fosse

avariado.

A redução de perdas em transformadores de distribuição pode contribuir para

minimizar o efeito da emissão de gases de efeito estufa, no caso das termelétricas, e

a energia economizada com a substituição de transformadores eficientes representa

vantagens à Coelba, demais concessionárias e à sociedade em geral.

REFERÊNCIAS

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