Dimensionamento e seleção de um sistema de ventilação para um transformador a óleo em uma subestação de uma usina solar fotovoltaica.

Abstract

O presente tem o objetivo de dimensionar e selecionar um sistema de ventilação que garanta uma vazão de ar, afim de manter o ambiente com uma temperatura admissível, que possa garantir uma expectativa de vida, adequada do transformador, que é em torno dos 30 anos. As cargas térmicas geradas no ambiente fazem com que a temperatura interna fique elevada, aumentando a temperatura do transformador proporcionando um desgaste no material isolante, ocasionando perda de vida útil. Os posicionamentos das aberturas, ou ventiladores, nos ambientes, são importantes para garantir um fluxo de ar nos geradores de calor, e também assegurar uma temperatura mais adequada nos equipamentos. Com isso, nesse estudo, são abordados o consumo de energia elétrica, o qual faz com que o uso de equipamentos de transformação seja mais utilizado; os transformadores, seus tipos e suas limitações em relação a temperatura ambiente; a ventilação, consequentemente a carga térmica envolvida. Sendo assim, o presente estudo engloba: (i) a apresentação do problema, determinação dos objetivos, revisão bibliográfica, para ajudar na solução do problema estudado, metodologia adotada na captação de dados e apresentação dos resultados, (ii) apresentação dos dados relativos a subestação e a cidade que ela é instalada, como características térmicas das superfícies e temperaturas do local, (iii) cálculo das cargas térmicas envolvidas e da vazão do ar necessária para ter uma temperatura adequada, (iv) determinação do ventilador a ser usado e o seu posicionamento na subestação. Com a metodologia, obtém-se um sistema adequado para garantir uma temperatura ambiente visando uma maior vida útil do transformador. Para o estudo de caso, presente no trabalho, um sistema de ventilação foi dimensionado, para uma subestação que contém um transformador de 1000 kVA de potência e inversores de frequência de uma usina solar. O sistema insere no ambiente 17100 m³/h, e com posições adequadas dos ventiladores, garante uma temperatura média inferior a 30 ºC e a máxima inferior a 40ºC, permitindo temperaturas de operação do transformador em valores adequados sem deterioração excessiva dos isolantes, não permitindo perda de vida útil fora do comum.