Proteções em baixa tensão para transformadores de distribuição

Abstract

Os transformadores de distribuição desempenham um papel essencial no fornecimento de energia elétrica, convertendo a energia de média para baixa tensão. No entanto, eles estão expostos a várias situações adversas, como sobrecargas e curtos-circuitos, que podem prejudicar seu desempenho e causar danos permanentes. Por isso, é crucial implementar medidas de proteção adequadas para garantir a operação segura e confiável dos transformadores de distribuição. Essas medidas têm como objetivo evitar avarias relacionadas às sobrecargas e curtos-circuitos, reduzindo danos graves aos equipamentos, minimizando os impactos no fornecimento de energia e melhorando os indicadores de continuidade. As proteções são uma excelente alternativa para evitar avarias, porém apresentam custos de aquisição e implantação no sistema elétrico. Portanto, foi realizado um estudo de caso para analisar a viabilidade técnica e econômica da utilização das proteções em baixa tensão nos transformadores de distribuição. A análise técnica foi realizada por meio das curvas de suportabilidade do transformador de distribuição (TD) e de atuação dos dispositivos de proteção. Já a análise econômica foi feita por meio dos conceitos da matemática financeira, comparando a alternativa que prevê a utilização da proteção em baixa tensão com a alternativa atualmente adotada, que é a proteção na alta tensão e resulta em custos de recuperação e de substituição dos transformadores avariados. Os resultados do estudo de caso demonstram que as proteções em baixa tensão são viáveis tecnicamente, onde os dispositivos de proteção dimensionados e demonstraram boa coordenação das curvas de atuação. No estudo econômico, pela aplicação do método do valor presente líquido, a alternativa que considera a utilização da proteção em baixa tensão se mostra vantajosa economicamente.

Distribution transformers play an essential role in the supply of electrical energy, converting energy from medium to low voltage. However, they are exposed to various adverse conditions, such as overloads and short-circuits, which can impair their performance and cause permanent damage. Therefore, it is crucial to implemente appropriate protection measures to ensure the safe and reliable operation of distribution transformers. These measures aim to prevent damage related to overloads and short-circuits, reducing serious harm to the equipment, minimizing impacts on energy supply, and improving continuity indicators. Protections are an excelente alternative to prevent damage but come with acquisition and implementation costs in the electrical system. Therefore, a case study was conducted to analyze the technical and economic feasibility of using low voltage protections indistribution transformers. The technical analysis was carried out through the supportability curves of the distribution transformer (DT) and the operation of protection devices. The economic analysis was performed using financial mathematics concepts, comparing the alternative that includes using low voltage protection with the currently adopted alternative, which is high voltage protection and results in recovery and replacement costs for damaged transformers. The case study results demonstrate that low voltage protections are technically feasible, with the protection devices sized and showing good coordination of operation curves. In the economic study, using the net presente value method, the alternative considering low voltage protection is shown to be economically advantageous.