DISTRIBUIÇÃO DE DESPESAS PARA PERDA DE VIDA ÚTIL NO TRANSFORMADOR DE CAPACIDADE

ALOCAÇÃO DE CUSTOS POR PERDA DE VIDA ÚTIL EM TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA

Abstract. This work will be conducted a study concerning the allocation of costs incurred by loss of useful life accelerated in power transformer through computational methods. The calculation of additional financial will be set according with the use above the nominal capacity of the power transformer and passed on to other users. All analyses are based according to the Brazilian standard NBR and ANEEL resolutions. Will be illustrated as a case study, the operation of a power transformer outside various real-world scenarios that will allow discussions regarding their additional financial results and subsequently their allocation.

KeywordsPower Transformers, loss of life, additional financial, cost allocation.

ResumoNeste trabalho é apresentado um procedimento para a alocação dos custos ocasionados por perda de vida útil acelerada em transformadores de potencia. O cálculo do adicional financeiro é definido de acordo com a utilização acima da capacidade nominal do transformador e repassado para os demais usuários. Todas as análises realizadas foram baseadas segundo a Norma Brasileira-NBR e resoluções da ANEEL. É apresentado um estudo de caso com diversos cenários reais acompanhado de discussões no que diz respeito a adicional financeiro bem como ao procedimento de alocação.

Palavras-chave Transformadores de potência, perda de vida útil, adicional financeiro,alocação de custos.

1 Introdução

Uma redeInterligada é um sistema de grande porte, formado por subsistemas de geração, transmissão e distribuição de energia, que buscafornecer energia de forma eficiente contribuindo para a redução dos riscos às restrições de ofertas regionais. Neste contexto,o sistema de transmissão desempenha um papel crucial, pois tem como principal função transportar a energia requisitada pelos consumidores a partir dos centros de geração.

Dentre os inúmeros equipamentos que compõem este sistema, tais comodisjuntores, reatores, compensadores, relés e chaves seccionadoras, destacam-se os transformadores de potência. Estes equipamentos destacam-se por suarobustez e por seu elevado custo de aquisição.Logo, umafalha em um transformador de potência pode ocasionar a interrupção de energia,ocasionando, além de transtornos operacionais, elevados custos com a manutenção corretiva ou até mesmo a troca do equipamento.

Os transformadores são dimensionados de forma a atender as demandas dos consumidores. No entanto, estes equipamentos podem operar acima dos limites nominais em algumas situações, como no aumento súbito da demanda ou devido a contingências no sistema. Nestasituação, diz-se que o equipamento está operando em sobrecarga, podendo implicar em redução de sua vida útil..

De acordo com a norma brasileira NBR 5.416 (ABNT,1997), as unidades transformadoras de potência podem operar com um carregamento em condição normal ou de emergência, de curta ou longa duração, desde que respeitado os limites de carga e temperatura. O artigo 4º da resolução normativa da ANEEL RN nº 513 (ANEEL,2002) estabelece que, quando caracterizada a sobrecarga nos transformadores de potência, as concessionárias de transmissão poderão requerer ao Operador Nacional de Sistemas (ONS) um Adicional Financeiro (AF) devido à perda de vida útil causada no equipamento. O AF é uma compensação à proprietária do transformador de forma a garantir a correta recuperação do investimento realizado.

No artigo 6º da referida norma é estabelecido que as concessionárias de transmissão que possuem transformadores não integrantes da Rede Básica poderão requerer o adicional financeiro aos usuários conectados diretamente aos equipamentos em sobrecarga, desde que estejam conforme as condições especificadas no artigo 4º da resolução.

A RN nº 513define ainda os critérios para atribuição de responsabilidades sobre o pagamento do AF. No entanto, como discutido mais adiante, tais critérios se baseiam em princípios simples e desprezam a topologia do sistema. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo apresentar o método de cálculo do adicional financeiro, o processo de atribuição de responsabilidades e discutir os principais problemas associados com estes critérios.

O restante deste artigo está organizado como segue: na Seção 2 são apresentados os conceitos de máximo carregamento admissível e perda de vida útil de transformadores. Na Seção 3 é exposto o método de cálculo do adicional financeiro. Na Seção 4 são apresentados os critérios adotados para alocação deste adicional e a metodologia proposta por este artigo. A Seção 5 apresenta os resultados obtidos e compara o método proposto com a metodologia utilizada no Brasil. A Seção 6 apresenta as principais conclusões do artigo.

2 Máximo Carregamento Admissível e Perda de Vida Útil

Os transformadores operam ecomum ciclo de carga que se repete a cada 24 horas, podendo ser constante ou apresentar picos de demanda durante sua realização. Segundo a norma (ABNT,1997), omáximo carregamento admissível é dado pela capacidade máxima de corrente admissível do transformador, em ampères, podendo ser, inclusive, superior à corrente nominal, desde que respeitados os limites estabelecidos.

A norma estabelece dois procedimentos que dependem do controle do usuário e das condições operacionais e se baseiam no envelhecimento da isolação dos enrolamentos. O procedimento 1 é destinado aos usuários que não têm à sua disposição dados de controle, manutenção e operação dos transformadores. O procedimento 2 é utilizado pelos usuários que dispõem destas informações.

Na maioria dos casos, como os usuários não possuem os dados de controle e operação dos transformadores e nem os ensaios de fábrica desses equipamentos, neste artigo será empregado apenas o procedimento 1.

O procedimento para transformadores de três enrolamentos é o mesmo para os transformadores de apenas dois enrolamentos, desde que seja considerada a potência nominal do enrolamento submetido ao maior percentual de carga e os demais à vazio.

2.1 Máximo Carregamento Admissível

O máximo carregamento admissível em um transformador diz respeitoà máxima passagem de corrente nos enrolamentos sem que haja o acelerado envelhecimento do equipamento, ou seja, trata-se da capacidade que o transformador tem de operar sem que os valores de temperatura no óleoe enrolamento sejam ultrapassados.

Há dois tipos de carregamentos