Distribuição de Cargas Por Transformadores

O que é o paralelismo de Transformadores?
Nada mais é do que instalar transformadores em paralelo, ligação triângulo-estrela, para suprir uma demanda muito maior do que a capacidade individual. Por exemplo, 500kVA//750kVA//1000kVA para suprir 2000kVA.

Quando se usa o paralelismo de transformadores?
Vamos supor que em determinada época você quis expandir sua indústria e que para isso você tenha comprado o dobro de equipamentos que você tinha na época, obviamente você fez alterações na sua rede de distribuição para suportar a nova demanda. Tempos depois, o seu empreendimento cresce mais e você adquire 1/3 a mais de novos equipamentos, desta forma, a sua carga elétrica terá um novo aumento e você precisará fazer um novo ajuste de distribuição. Todo esse ajuste, para suprir as novas demandas pode ser feito utilizando o paralelismo de transformadores.

Distribuição da carga em transformadores:

(Considerando um Exemplo encontrado no Livro do MAMEDE filho 6 Edição)
Supondo de você já tenha instalado 1 transformador de 500kVA para atender sua demanda, com a expansão do seu empreendimento você teve que instalar mais um transformador de 750 kVA, mas agora precisa aumentar mais ainda a sua capacidade instalando outro e você quer saber como vai se comportar a distribuição após a instalação de um transformador de 1000kVA, para atender sua nova demanda de 2100 kVA, então temos a seguinte situação:
Transformador 1:
Pnt1 = 500kVA
Znt1 = 3,5%
Transformador 2:
Pnt2 = 750 kVA
Znt2 = 4,50%
Transformador 3:
Pnt3 = 1000 kVA
Znt3 = 5,0%
Onde:
Pnt – é a potência nominal;
Znt – é a impedância percentual respectiva, relativa a qual projeto eletro-mecânico foi tido como base para a sua confecção.
Zmt – é a impedância média de curto-circuito entre os 3 transformadores, (Pnt1+Pnt2+Pnt3)/((Pnt1/Znt1)+(Pnt2/Znt2)+(Pnt3/Znt3))
Desta forma, temos:
Zmt = (500+750+1000)/((500/3,5)+(750/4,5)+(1000/5)) = 4,4%
Agora é possível saber a carga distribuída para cada transformador Pct, já que:
Pcts = (Pc x Pnts x Zmt)/((Pnt1 + Pnt2 + Pnt3)x Zmts)
Sendo:
s – o número do transformador para o qual está calculando a carga;
Pct – potência da carga total para cada transformador;
Pc – a potência total da demanda.
Assim, Para o transformador 1 temos:
Pct1 = (2100 x 500 x 4,4)/((500 +750+1000) x 3,5) = 587 kVA Pnt1 =500 kVA
Para o transformador 2 temos:
Pct2 = (2100 x 750 x 4,4)/((500 +750+1000) x 4,5) = 685 kVA Pnt2 = 750kVA
Para o transformador 3 temos:
Pct2 = (2100 x 1000 x 4,4)/((500 +750+1000) x 5) = 822 kVA Pnt2 = 1000 kVA
Analisando os resultados obtido, podemos facilmente identificar uma sobrecarga no Transformador 1, para uma melhor análise da sobrecarga e folga nos transformadores é realizado o seguinte cálculo:
P =((Pct – Pnt)/Pnt) x 100
Transformador 1: P1 = ((587 - 500)/500)x100 = 17,4%
Transformador 2: P2 = ((685 - 750)/750)x100 = - 8,6%
Transformador 3: P3 = ((822 - 1000)/1000)x100 = -17,8%
Desta forma, Precisaríamos trocar o transformador 1 por um de maior impedância ou de preferência maior potência, para não correr o risco trabalharmos no limite da capacidade.
Vamos supor outros 3 transformadores trifásicos ligados em paralelo para atendimento de uma demanda de 2000 kVA, com as seguintes características:
Potência nominal Impedância percentual
T1 500kVA 3,8%
T2 750kVA 5,0%
T3 1000kVA 5,5%

Antes de qualquer calculo, já podemos prever que o T1 está em sobrecarga, por ter menor potência e impedância muito menor que os outros. Mas vamos aos cálculos:
A Impedância Média de curto-circuito:
Zmt = (500+750+1000)/((500/3,8)+(750/5)+(1000/5,5) = (2250)/(131,58 + 150 + 181,82) = 4,85%
Pct1 = (2000 x 500 x 4,85)/((500+750+1000)x3,8) = (4850000)/(8550) = 567,25 kVA Pnt1 = 500 kVA
Pct2 = (2000 x 750 x 4,85)/((500+750+1000)x5) = (7275000)/(11250) = 646,67 kVA Pnt2 = 750 kVA
Pct3 = (2000 x 1000 x 4,85)/((500+750+1000)x5,5) = (9700000)/(12375) = 783,84 kVA Pnt3 = 1000 kVA
Calculando o percentual para cada transformador, temos:
P1 = ((567,25 – 500)/500) x 100 = 13,45%
P2 = ((646,67 – 750)/750) x 100 = -13,78%
P3 = ((783,84 – 1000)/1000) x 100 = -21,62%
Podemos concluir que o transformador T1 está operando em sobrecarga enquanto os outros dois operam abaixo de suas capacidades nominais.