Como dimensionar o transformador adequado para minha fábrica de ração? - Luiz Gomide Ferraz

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Na fase de elaboração do projeto de uma fábrica de ração e análise da viabilidade e do retorno do investimento necessário, precisamos levar em consideração as “utilidades” que serão necessárias, como, por exemplo, o compressor de ar, a caldeira (considerando fábricas de extrusão e peletização) e também o transformador elétrico.

Muitas dúvidas surgem quando do dimensionamento do modelo mais adequado de transformador para cada fábrica. Visando a auxiliar nesse cálculo, segue abaixo texto explicando resumidamente como é possível buscar tal dimensionamento:

A primeira especificação a ser definida é se o transformador será monofásico ou trifásico. No caso de fábricas, usinas e oficinas, normalmente a rede trifásica é necessária pela quantidade extrema de equipamentos e máquinas que exigem alto consumo de energia.

Fatores a serem considerados quando do dimensionamento:

Potência instalada (PI): O primeiro passo é somar a potência instalada total da fábrica, ou seja, somar a potência dos motores elétricos, iluminação, tomadas, ar condicionados, etc. Devemos buscar esse número em Kw. Normalmente nos layouts das fábricas de ração, é possível visualizar a potência total instalada dos equipamentos. Se o layout mostrar tal informação em HP, basta multiplicar por 0,745 que você irá achar tal dado em Kw. Para o exemplo de cálculo que iremos fazer, vamos considerar uma fábrica com potência instalada de 500 Kw, ou 670 HP.

Fator de Demanda (FD): O fator de demanda é a razão entre a demanda máxima de potência registrada num intervalo de tempo especificado, ou potência de alimentação, e a potência instalada na unidade consumidora. O fator de demanda é usado geralmente para o dimensionamento de instalações elétricas, pela análise da simultaneidade de uso dos equipamentos. Isso porque não é economicamente interessante se projetar uma instalação elétrica por inteiro considerando a potência instalada somada de todos os equipamentos, sendo que nem todos os equipamentos vão estar funcionando ao mesmo tempo. Normalmente, para fábricas de ração, consideramos o fator de demanda de 0,8, ou 80%.

Fator de Potência (FP): Segundo a legislação brasileira, o Fator de Potência mínimo permitido para as contas de energia é de 0,92. Abaixo deste valor, a concessionária deve cobrar multa na fatura de energia sobre o consumo de Potência Reativa além dos 8% máximos permitidos. Portanto vamos considerar o número de 0,92.

Previsão de Aumento de Carga (PAC): Em alguns casos, a fábrica inicia as operações com apenas 1 linha de produção, porém já com previsão de instalação da segunda linha, ou então inicia com a produção de rações fareladas, porém já com previsão de instalação da linha de peletização ou extrusão. A instalação futura de novos equipamentos irá aumentar a potência instalada da fábrica, portanto devemos prever qual a porcentagem de aumento de carga que a fábrica terá nos próximos anos para que o transformador adquirido possa suprir também a esse aumento da demanda. Vamos considerar nesse exemplo PAC de 30%.

Construção da cabine: Em muitos casos como citado acima a indústria inicia com uma linha de produção e quando se vê está com suas demandas aumentadas e assim necessitam de mais investimentos no que se refere a novas linhas de produções ou aumentos em potencias de motores dos equipamentos. Aumentando assim a demanda por energia elétrica a sua produção, diante desta necessidade se inicia cálculos e mais cálculos para verificar a capacidade de transformadores instalados, sendo assim acredito que uma previa bem calculada pode proporcionar uma transição de carga bem mais tranquila. Se parar para pensar o mais viável é tratar a primeira leva de necessidade com um Trafo dimensionado de acordo com as especificações já citadas e na hora em que for necessitar aumentar, tratar como a compra de um novo Trafo, pois é ai em que alguns pecam, pois vendem o Trafo que teoricamente não lhe serve mais e compram um maior para atender as novas ampliações. O que deixo como uma observação seria construir uma cabine com duas ou até mais baias para atender a futuros transformadores e assim ao necessitar de uma carga extra você compre mais um e coloque em paralelo ao existente, sou adepto ao ditado ‘’quem tem um tem nada e quem tem dois tem um’’, além de viabilizar manobras na cabine para atender as necessidades de cargas da indústria.

Observação: Buscar sempre o balanço de cargas em suas instalações.

Potência Homologada: A fórmula para encontrar a potência do transformador necessário em KVA é: PT= (PI*FD*PAC)/FP. Considerando, por exemplo, uma fábrica com 500 Kw de potência instalada, temos o seguinte cálculo: PT =(500*0,8*1,3)/0,92. Portanto o transformador precisaria ser de, no mínimo, 565 KVA.

Por fim, pode-se descobrir que o tamanho específico do transformador necessário não está sendo oferecido ou não está disponível pela loja ou pelo fabricante preferencial. Na maioria dos casos, isso ocorre porque há tamanhos padrão de KVA para transformadores. Se você não conseguir encontrar o tamanho que precisa, basta arredondar novamente para o próximo tamanho padrão de KVA.

Tamanhos padrão para transformadores trifásicos:

3, 6, 9, 15, 30, 45, 75, 112.5, 150, 225, 300, 500 e 750 (KVA).

Portanto, para atender a essa necessidade, o transformador mais indicado seria o modelo de 750 KVA.

Transformador a seco ou a óleo?

O transformador a seco apresenta algumas vantagens em relação ao transformador a óleo, como, por exemplo, maior vida útil, maior nível de segurança e menos restrições ambientais, conforme pode ser visto na tabela abaixo. Porém o valor do investimento considerando a opção pelo transformador a seco é mais elevado.