O dimensionamento do transformador começa com a carga operacional coincidente real, não com a soma de todas as placas de características conectadas nem com uma margem de tolerância aproximada. Converta a procura prevista em kVA e, em seguida, verifique a potência de arranque, os armónicos, as condições ambientais, a regulação de tensão, os requisitos de curto-circuito, a redundância e o crescimento futuro previsível.
1. Definir a função do transformador
Primeiro, determine se o transformador alimenta um edifício, uma linha de processo, uma oficina ou uma carga mista; se opera de forma contínua ou intermitente; se deve arrancar motores grandes; e se outro transformador proporciona redundância. A mesma potência conectada em kW pode requerir um transformador diferente quando a sequência de operação muda.
2. Elabore o programa de cargas
Agrupe as cargas por tipo e registe a potência nominal conectada, a procura ou o fator de simultaneidade, o fator de potência, a eficiência do motor (quando aplicável), o ciclo de trabalho e a informação armónica. Não aplique um fator de diversidade sem compreender que cargas podem operar juntas.
| Grupo de cargas | Registo | Porque é importante |
|---|---|---|
| Iluminação e baixa potência | Potência conectada (kW), fator de procura, PF | Geralmente adicionados, mas as horas de operação e a componente não linear podem variar. |
| Motores | Potência do veio (kW), eficiência, fator de potência (FP), método de arranque | É necessário verificar tanto a tensão de entrada de funcionamento como a queda de tensão de arranque. |
| Cargas de UPS, VFD e retificadores | kW/kVA, fator de potência real, dados armónicos | A corrente armónica pode aumentar o aquecimento e a corrente do neutro. |
| Cargas futuras | Classificação e data prevista | Fornece uma margem de crescimento rastreável em vez de uma percentagem arbitrária. |
3. Converter a procura em kVA
KVA necessários = kW necessários / fator de potênciaPotência do motor segundo a potência do veio mecânicoPotência de entrada do motor em kVA = kW do veio / (eficiência × fator de potência)Some as contribuições coincidentes. Quando os grupos têm fatores de potência substancialmente diferentes, o projetista elétrico pode utilizar um cálculo de potência complexa em vez de simplesmente somar kVA.
Exemplo preliminar resolvido
Uma instalação tem uma carga conectada geral de 300 kW com um fator de procura justificado de 0,75 e um fator de potência esperado de 0,90. Um motor de 90 kW funciona simultaneamente com uma eficiência de 94 % e um fator de potência de 0,88. Aplica-se uma previsão de expansão a curto prazo documentada de 15 %.
Procura geral: 300 × 0,75 / 0,90 = 250 kVA Potência de entrada do motor: 90 / (0,94 × 0,88) ≈ 109 kVA Procura atual: 250 + 109 = 359 kVA Com um crescimento de 15 %: 359 × 1,15 ≈ 413 kVAUma potência nominal padrão de 500 kVA pode ser uma opção, mas não é definitiva até serem concluídas as seguintes verificações.
4. Verificar o que falta no total de kVA
Arranque de motores e quedas de tensão
A potência aparente em funcionamento não garante o arranque de um motor sem uma queda de tensão inaceitável. Verifique a corrente de arranque ou de rotor bloqueado, o tempo de aceleração, o método de arranque, a impedância do transformador, a impedância da fonte a montante, a impedância do cabo e a sensibilidade das restantes cargas conectadas.
Cargas armónicas
Os sistemas UPS, variadores, retificadores e carregadores podem gerar perdas por enrolamento e parasitas. Forneça o tipo de carga, o fator de potência real e o espectro armónico de corrente ou THDi, se estiverem disponíveis. Selecionar apenas o valor padrão seguinte em kVA não resolve o problema da capacidade de trabalho armónica.
Ambiente e instalação
Indique a temperatura, altitude, instalação interior ou exterior, invólucro, ventilação, exposição solar direta, poeira, salinidade, humidade e condições sísmicas. O invólucro de um transformador seco ou um caudal de ar limitado pode modificar a sua capacidade térmica; as condições não normalizadas podem exigir ajustes de projeto.
Crescimento e redundância
Relacione a margem de crescimento com um plano de expansão real. Um transformador de maior potência pode simplificar a instalação, enquanto que duas unidades podem proporcionar uma configuração escalonada ou redundância. Compare as perdas com carga parcial, a disposição da comutação, o nível de falha, o espaço civil e a carga que deve permanecer disponível durante uma interrupção do serviço.
5. Complete a especificação elétrica
| Elemento | Confirmar |
|---|---|
| Tensão e frequência | Tensões nominais de AT/BT, tensão máxima do sistema quando aplicável e frequência de serviço de 50/60 Hz. |
| Grupo vetorial e neutro | Desfasamento, disponibilidade do neutro, ligação à terra e compatibilidade em paralelo. |
| Ligações | Faixa, passos e se é necessária operação fora de circuito ou com carga. |
| Impedância | Corrente de curto-circuito, regulação de tensão e repartição de carga em paralelo. |
| Construção e arrefecimento | Construção imersa em óleo, de tipo seco com resina moldada ou adaptada ao projeto, e etapa de arrefecimento. |
| Tabela de perdas | Perdas garantidas em vazio e com carga para a tensão nominal exata, a temperatura de referência e a norma aplicável. |
| Documentos | Normas aplicáveis, desenhos, registos de ensaios e requisitos do mercado de destino. |
6. Evite erros comuns de dimensionamento
- Adicionar cada placa de características a 100 % quando as cargas são mutuamente excludentes.
- Aplicar diversidade a uma procura máxima que já reflete simultaneidade.
- Utilizar a potência do veio do motor (kW) como potência elétrica de entrada (kW).
- Não considerar o arranque do motor, os armónicos nem as condições ambientais.
- Adicionar uma margem futura imprecisa sem verificar o quadro elétrico, os cabos nem a proteção.
- Seleção por número de série do transformador em vez dos parâmetros aprovados e do programa de perdas.
Informação para consultas técnicas
As faixas do catálogo servem como referência para a avaliação inicial. A ficha técnica aprovada na etapa de cotação e os estudos do projeto determinarão a especificação final da aquisição.