Ganhos econômicos e energéticos dos transformadores monofásicos eficientes de distribuição em média tensão nos meios rurais baseados nos valores de suas impedâncias.

Abstract

O transformador de distribuição é responsável por aproximadamente um terço das perdas totais na rede, onde se encontra inserido, apesar de possuir rendimento em torno de 95 a 99 % [1]. A redução das perdas de energia nos transformadores de distribuição resulta em ganhos econômicos para as concessionárias, e em ganhos ambientais com a redução de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera. No meio rural, verifica-se que os transformadores operam em condição de subcarregamento quase o dia todo, pelo que a redução das perdas em vazio do projeto padrão pode ter maior importância do que o aumento das suas perdas nos enrolamentos, para adequá-los ao perfil de carga rural, com o objetivo de obter ganhos econômicos e energéticos. Tradicionalmente, para estas situações, faz-se uso dos transformadores com núcleos de materiais amorfos, mas, devido ao elevado preço deste material, o retorno financeiro não compensa, tornando o meio rural menos atrativo ao investimento. A proposta deste trabalho é verificar a possibilidade de realizar projetos de transformadores rurais com núcleos e enrolamentos convencionais (aço-silício e cobre) de modo a se obter projetos mais eficientes e mais econômicos, em relação aos projetos padrão, tornando o meio rural mais atrativo ao investimento. A metodologia utilizada para alterar o projeto do transformador padrão para um transformador eficiente para meio rural pode ser baseada na alternativa redução volts por espira, quando o objetivo é encontrar apenas os projetos mais econômicos e mais eficientes, ou pode-se utilizar a alternativa aumento volts por espira, quando no processo de otimização dos projetos é utilizado um projeto de referência com a impedância anormalmente elevada, e através dele se obtém um número de projetos elevado (22 neste caso), permitindo analisar graficamente o comportamento dos ganhos com a variação dos parâmetros ao longo do processo. Estas estratégias permitem obter maior redução dos custos das perdas do que aumento dos custos de aquisição, em relação ao projeto padrão, permitindo, portanto, o tempo de retorno relativamente baixo.