Instalação de Transformadores de Tensão de Distribuição para Utilização

A. Montagem Aérea

A1. Capacidades das Unidades, Métodos de Montagem e Tipos

Para instalações de transformadores aéreos, podem ser utilizadas unidades trifásicas ou conjuntos de unidades monofásicas. Transformadores, sejam individuais ou em conjunto, com capacidade individual ou combinada superior a 300 kVA, não devem ser montados em um único poste de madeira. Considerações estruturais especiais são necessárias para instalações em postes únicos com capacidade superior a 100 kVA.

A montagem em plataforma de poste (estrutura de dois postes) não será utilizada a menos que outros métodos de montagem sejam inviáveis. Para transformadores em conjunto, a montagem em cluster é preferível à montagem em braço cruzado, pois é mais aceitável visualmente. Da mesma forma, a montagem em cluster ou montagem em suporte trifásico também pode ser usada para a instalação de pára-raios e disjuntores, desde que seja aprovada pela agência responsável pela operação e manutenção dos transformadores.

As Figuras 8-1 e 8-2 ilustram os métodos de instalação de transformadores em conjunto. Transformadores autoprotetores possuem fusíveis primários internos que precisam ser substituídos por pessoal qualificado. Portanto, transformadores autoprotetores não são recomendados.

A2. Localização

Instalações montadas aéreas podem abastecer vários edifícios. Nesses casos, os transformadores devem ser instalados no local do poste mais próximo ao edifício com a maior carga. Se a distância não exceder 125 pés, o fiação secundária deve levar diretamente aos edifícios atendidos; caso contrário, são necessários postes intermediários.

B. Montagem no Nível do Solo

B1. Tipos e Capacidades

A montagem no nível do solo pode ser do tipo compartimentado em base ou do tipo subestação unitária. A Figura 8-3 mostra uma instalação típica de transformador compartimentado em base.

O uso de transformadores do tipo convencional (montados em poste) com dispositivos de proteção primária e secundária separados não é permitido. Isso ocorre porque tais instalações são mais perigosas, geralmente mais difíceis de manter, requerem mais espaço e raramente resultam em economias significativas, já que cercas são necessárias.

Transformadores compartimentados em base devem ser usados apenas ao ar livre, mesmo que sejam projetados para instalação interna e externa. Transformadores de subestação unitária podem ser usados tanto interna quanto externamente.

B2. Transformadores Compartimentados em Base com Isolamento Líquido

Transformadores compartimentados em base trifásicos podem ter tamanhos padrão ANSI de até 2500 kVA, mas não devem ser usados quando a tensão primária excede 15 kV ou quando a corrente de curto-circuito é tão grande que o equipamento padrão não consegue atender à exigência de interrupção primária.

Ao escolher entre transformadores compartimentados em base e subestações unitárias (equipadas com transformadores de centro de carga integrados ou não integrados), devem ser considerados os seguintes fatores: cenários de aplicação, potencial de expansão, coordenação de dispositivos de curto-circuito e proteção, bom julgamento engenhoso, práticas reconhecidas da indústria, bem como as seguintes considerações sobre operação, manutenção e confiabilidade:

• Se os operadores frequentemente precisarem usar instrumentos e interruptores, devem-se escolher subestações unitárias e transformadores de centro de carga integrados ou não integrados. Para transformadores compartimentados em base, os instrumentos e dispositivos de operação estão localizados dentro de um compartimento trancado e não são facilmente acessíveis.

• Transformadores compartimentados em base requerem o uso de uma vara de operação isolada para acionar o mecanismo de interruptor e desconectar o cabo (devido ao requisito de design de frente morta). No entanto, os interruptores de alta tensão comumente usados em subestações unitárias não requerem ferramentas especiais e são mais fáceis de operar.

• Subestações unitárias e transformadores de centro de carga integrados têm funções de resfriamento por ventoinha, que podem fornecer uma capacidade adicional de 12% sob condições de aumento de temperatura de 55/65 graus Celsius. Em contraste, transformadores compartimentados em base autogerenciados não possuem essa função e não podem ter ventiladores adicionados para melhorar a capacidade de resfriamento.

B3. Fornecimento de Energia Residencial

Transformadores em base são tipicamente usados para o fornecimento de energia residencial e comercial em pequena escala.

B4. Fornecimento de Energia Industrial

Transformadores em base podem ser usados para aplicações industriais, comerciais ou relacionadas à indústria, desde que sejam atendidas as seguintes condições: eles abastecem apenas um edifício; dispositivos de medição e equipamentos de distribuição secundária podem ser instalados dentro desse edifício; e as exigências de coordenação para dispositivos de curto-circuito e proteção são atendidas.

B5. Fornecimento de Energia para Cargas Grandes

Subestações unitárias e transformadores de centro de carga integrados e/ou não integrados serão usados em aplicações industriais, comerciais em larga escala e institucionais que envolvem cargas grandes, fornecimento de energia a múltiplos edifícios e a necessidade de dispositivos de proteção de barramento secundário.

B6. Subestações Unitárias Secundárias

Devem ser usadas subestações unitárias secundárias com seções de saída integradas ou não integradas. Como nenhum dos tipos é à prova de violação, cercas são necessárias, e a altura da cerca deve estar de acordo com os requisitos do National Electrical Safety Code (NESC). Para sistemas de fornecimento de energia 480Y/277V, devem-se evitar transformadores com capacidade superior a 1500 kVA; para sistemas de fornecimento de energia 280Y/120V, devem-se evitar transformadores com capacidade superior a 500 kVA, levando em conta a magnitude da corrente de curto-circuito secundária.

No entanto, em alguns casos, pode ser mais viável e econômico equipar sistemas de fornecimento de energia 480Y/277V com transformadores de 2000 kVA e usar fusíveis limitadores de corrente em conjunto com disjuntores para limitar a corrente de curto-circuito secundária. A agência usuária (como o Host/REQ CMD da Força Aérea dos EUA) estabelecerá os requisitos para medidores de demanda.

B7. Localização

As instalações externas são preferíveis às internas devido ao menor custo de espaço. No entanto, considerando fatores como o comprimento dos alimentadores secundários, instalações internas podem ser necessárias em alguns casos ou podem ser mais economicamente viáveis.

B7 - 1 Transformadores Preenchidos com Líquido Instalados ao Ar Livre

As instalações externas devem estar em conformidade com o National Electrical Code (NEC), MIL-HDBK-1008A e o National Electrical Safety Code (NESC). O local de instalação do transformador deve garantir que, em caso de incêndio no transformador, os produtos de combustão não sejam aspirados na entrada de ar do sistema de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (HVAC) dos edifícios adjacentes.

A localização de transformadores em base deve estar de acordo com o conceito de design arquitetônico e ser protegida contra impactos de veículos. A coordenação com a arquitetura pode ser alcançada planejando adequadamente a posição relativa ao paisagismo, plantando arbustos ao redor do transformador ou usando cercas teladas. As linhas de alimentação primária para transformadores em base devem ser subterrâneas. Para a conexão secundária ao edifício, podem ser usados cabos subterrâneos ou dutos de barramento, mas não mais de seis cabos subterrâneos por fase devem ser usados em paralelo, pois conexões muito complexas podem levar a problemas de manutenção e espaço.

B7 - 2 Transformadores Preenchidos com Líquido Instalados Internamente

As instalações internas devem estar em conformidade com o National Electrical Code (NEC) e MIL-HDBK-1008A. A câmara do transformador deve estar localizada na parede externa do edifício, ter ventilação para o exterior e ser acessível apenas do lado de fora do edifício nas condições normais de projeto.

Os ventiladores de entrada e as grades de ventilação do sistema de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (HVAC) devem ser intertravados com detectores de fumaça e detectores de taxa de elevação na câmara do transformador e/ou salas relacionadas. Se ocorrer um incêndio na câmara do transformador e/ou salas relacionadas, esses detectores devem desenergizar a entrada de ar do HVAC. No entanto, se a entrada de ar do HVAC estiver localizada no telhado do edifício ou no lado oposto à câmara do transformador, tal intertravamento não é necessário.

Deve-se colocar placas nas portas de acesso à câmara do transformador indicando o equipamento de combate a incêndios e procedimentos apropriados. Tubulações e dutos não devem ser roteados acima de transformadores internos.