Impacto das blindagens magnéticas na eficiência energética de transformadores de potência

Abstract

Transformadores de potência estão sujeitos a perdas adicionais causadas pelo fluxo de dispersão, que podem produzir perdas quando em contato como paredes do tanque. O controle dessas perdas é essencial para evitar redução no rendimento do transformador, superaquecimento e degradação do equipamento, sendo a utilização de blindagens mag néticas uma solução amplamente adotada para transformadores na faixa de potência de dezenas de MVAs. Este trabalho investiga a influência dessas blindagens na redução das perdas magnéticas, utilizando modelagem e simulações baseadas no Método de Elemen tos Finitos. A validação do modelo é realizada por meio de uma comparação quantitativa entre os resultados simulados e os dados obtidos em ensaios em fábrica, adotando-se como critério de aceitação uma diferença máxima de 5% entre os valores. A partir dessa comparação, foi possível quantificar a efetividade das blindagens magnéticas, observando se uma redução de 15,37 kW, correspondente a 24,4% das perdas adicionais, bem como uma relação aproximada de 80 kg de material de blindagem para cada 1 kW de perda adicional reduzida, contribuindo para o aprimoramento do desempenho e da confiabilidade dos transformadores de potência.

Power transformers are subject to additional losses caused by leakage flux, which can pro duce losses when interacting with the tank walls. Controlling these losses is essential to prevent reductions in transformer efficiency, overheating, and equipment degradation, with the use of magnetic shielding being a widely adopted solution for transformers in the tens of MVA power range. This work investigates the influence of such shielding on the reduction of magnetic losses through modeling and simulations based on the Finite Element Method. Model validation is carried out through a quantitative comparison between simulated re sults and data obtained from factory tests, adopting a maximum acceptable deviation of 5% between values. Based on this comparison, it was possible to quantify the effectiveness of magnetic shielding, observing a reduction of 15,37 kW, corresponding to 24.4% of the additional losses, as well as an approximate ratio of 80 kg of shielding material for each 1 kWofadditional loss reduced, contributing to improved performance and reliability of power transformers.