Forma Completa de OLTC em Elétrico

OLTC representa o On-Load Tap Changer. Embora isso possa ser informação suficiente para uma pergunta, a abreviação normalmente não aparecerá sozinha. Em vez disso, você a encontrará na ficha técnica do transformador, na especificação da licitação ou na cotação do fornecedor. Assim, em vez de perguntar o que significa, é melhor perguntar sobre a operação deste dispositivo, sobre sua necessidade e possível preço.

Assim, vamos ver toda a questão em detalhes: interpretação do termo, o que acontece dentro do tanque, casos de aplicação do OLTC, como o OLTC difere dos trocadores de tomadas usados na maioria dos transformadores de distribuição padrão, quais números eles representam e os principais produtores dos dispositivos também.

Um OLTC é um On Load Tap Changer, que é um mecanismo que opera mudando a posição da tomada de um transformador enquanto ele ainda está funcionando. Um OLTC é um aspecto importante de um transformador, pois ajuda a manter sua tensão enquanto o transformador está em operação. Por outro lado, um transformador comum usa OCTC, que é um tipo de trocador de tomadas onde os ajustes não podem ser feitos a menos que o transformador esteja desligado. Um OLTC pode aumentar o preço do transformador em cerca de 10-30%. O custo do OLTC varia de $3.000-$30.000, dependendo da classe de tensão e tipo, incluindo transformadores de distribuição que custam cerca de $2.000-$8.000 e transformadores de transmissão que custam cerca de $15.000-$60.000. A empresa europeia Maschinenfabrik Reinhausen (MR) é o principal fabricante nesta área, junto com empresas como Hitachi Energy, Siemens Energy, ABB, etc.

O que OLTC significa, palavra por palavra

As três palavras da descrição devem ser entendidas literalmente, o que significa que o nome completo é mais do que uma simples questão de curiosidade.

• Em carga significa que o transformador não desliga e continua fornecendo cargas enquanto a troca de tomadas acontece. Sem interrupção, sem desconexão, sem necessidade de enviar uma equipe ao local. Este é o principal propósito do dispositivo e a razão pela qual custa o que custa.
• Tomada refere-se à conexão feita no enrolamento de alta tensão. A troca de tomadas permite mudar o número de voltas no circuito, o que afetará a relação de transformação e, consequentemente, a tensão de saída. A ideia é semelhante à ideia de ligações de tomadas fixas em um transformador de distribuição comum, com a única diferença sendo que um OLTC é projetado para permitir a troca rápida durante o fluxo de corrente.
• Trocador é a unidade onde todas as partes do mecanismo estão localizadas: a unidade motora, o eixo vertical, o interruptor seletor e os desviadores, juntamente com o cubículo de controle para definir o processo de troca de tomadas. Os designs modernos frequentemente dependem do uso do desviador com interruptores a vácuo em vez dos contatos imersos em óleo, o que é responsável por melhorias recentes em preço e manutenção.

Você frequentemente encontrará o termo “dispositivo de mudança de tap sob carga” ou “equipamento de mudança de tap sob carga”, “transformador OLTC” usado como sinônimo para o transformador equipado com um. Significa a mesma coisa. Em documentos antigos britânicos e da Commonwealth, muitas vezes é escrito como “mudança de tap sob carga”, e na América do Norte, onde às vezes é referido como LTC (mudança de tap sob carga).

O que um OLTC faz fisicamente dentro de um transformador

O controlador monitora a tensão secundária e, quando ela sai de uma faixa morta — por exemplo, se desvia mais de 1.25% da tensão requerida — ele aciona o motor. O interruptor do desvio opera, um breve fluxo de corrente através de algum resistor ou reator de transição ocorre, e o seletor de tap se move para outro tap. O desvio se fixa em sua nova posição.

A razão da impedância de transição é o problema de engenharia total. Não se pode simplesmente abrir o tap sob carga, então o desvio cria uma ponte controlada momentânea com a ajuda do resistor ou reator que permite a passagem da corrente.

O restante da configuração é composto pelo seletor de tap, que é o dispositivo de fazer antes de quebrar que não transporta corrente; motor, engrenagens; indicador de posição e interruptores de limite, bem como um sistema de controle automático, que conecta todos os outros dispositivos ao relé de tensão, SCADA e comandos remotos.

O OLTC comum no transformador de potência opera com 8 ou mais +/– 1.25 %, assim, possui 17 números posicionais e um grau de ajuste de tensão de cerca de +/- 10 %. No entanto, também podem ser feitas algumas outras configurações, como 9 com +/- 1.67 % ou 16 com +/- 0.625 %. O preço depende tanto do tamanho do procedimento de passo, pois impacta os terminais utilizados, quanto da visão do transformador de tap que deve ser conectado ao elemento de comutação.

Onde o OLTC se encaixa na família de transformadores

Precisamos esclarecer o posicionamento do dispositivo mencionado, pois o termo “transformador OLTC” é ambíguo.

O termo OLTC não se refere a um tipo de transformador, mas sim a um dispositivo que é anexado a transformadores e pode ser encontrado em transformadores de potência, grandes transformadores de subestação, transformadores retificadores e transformadores de deslocamento de fase. Não será incorporado a um transformador de poste pequeno ou transformador de tipo seco simplesmente porque não seria economicamente viável instalar o OLTC em tais transformadores.

O princípio geral é que quanto maior o transformador e mais a carga varia, mais o OLTC é justificado. Um transformador de 40 MVA conectado a uma subestação onde a carga varia de 30% a 100% seria um uso adequado de um OLTC, mas um transformador de 1.000 kVA fornecendo energia a uma instalação onde o consumo de energia é constante não precisaria do OLTC.

Se você quiser uma visão mais ampla de como essas unidades são classificadas — por função, por resfriamento, por aplicação — essa taxonomia é apresentada nesta visão geral de como os transformadores de potência são classificados e o que cada tipo faz na rede, e é uma estrutura útil antes de você começar a procurar um específico.

OLTC vs. OCTC vs. DETC: O que é realmente diferente

É aqui que a maioria das confusões reside, e vale a pena uma tabela.

Dispositivo	Forma completa	Operado	Onde você verá isso
OLTC	Mudador de Tap On-Load	Enquanto energizado e sob carga, automaticamente ou remotamente	Transformadores de potência, transformadores de transmissão e grandes transformadores de subestação
OCTC	Mudador de Tap Off-Circuit	Somente com o transformador desenergizado	Transformadores de distribuição, unidades montadas em postes, a maioria dos transformadores do tipo seco
DETC	Mudador de Tap Desenergizado	Somente com o transformador desenergizado	O mesmo hardware que um OCTC; DETC é o termo norte-americano

OCTC e DETC são semelhantes, embora a diferença entre estes e OLTC esteja longe de ser simples. A intuição por trás de um OCTC é que consiste apenas em interruptores que alteram sua posição apenas quando um sistema é ligado pela primeira vez ou quando há uma mudança sazonal no perfil de tensão. O dispositivo, consequentemente, deve ser desligado e seguro antes.

Em contraste, um OLTC realiza essa operação continuamente. Ele reage a mudanças de tensão em questão de segundos. O sistema de controle pode ser um bastante simples que consiste apenas em um regulador de tensão com um atraso de tempo ou pode ser mais complexo, adaptativo, levando em conta o fator de potência, corrente circulante de transformadores conectados em paralelo ou sinais SCADA do sistema de controle.

O aspecto prático dessa diferença é o aspecto de design. Como o OCTC raramente é alterado e nunca está sob carga operacional, não há necessidade de características como impedância de transição, controle de arco ou acionamento de motor.

Os Principais Tipos de OLTC

Nem todos os mudadores de tap on-load são iguais, portanto, é importante estar ciente das diferenças ao selecioná-los ou substituí-los.

• Tipo resistor. O interruptor desviador conecta-se a um resistor de transição para o processo de comutação. Rápido, compacto e o design mais popular na Europa e na Ásia tanto para distribuição quanto para transmissão.
• Tipo reatância. Usa um autotransformador como medida preventiva. Dominava o mercado dos EUA no passado, mas é mais lento e pode lidar com altas correntes sem perdas causadas pela comutação. Ainda é frequentemente usado em aplicações mais antigas e maiores.
• Desviador isolado por óleo. O interruptor desviador funciona em seu próprio compartimento de óleo. É uma tecnologia antiga, confiável, mas o óleo precisa ser substituído periodicamente após cada operação devido à degradação.
• Desviador a vácuo. Os interruptores a vácuo selados realizam o processo de transferência de corrente. Ele fornece proteção contra quebras de corrente porque é realizado sem óleo, proporcionando assim períodos operacionais mais longos, mas a um preço um pouco mais alto. É amplamente utilizado atualmente nos preços em massa.
• Tecnologia em tanque vs. compartimento separado. A tecnologia em tanque compartilha o óleo com o transformador, enquanto o compartimento separado mantém o óleo do desviador em isolamento para evitar contaminação. Para transformadores com carga pesada, deve-se escolher a implementação separada, apesar dos custos mais altos.
• Reversão vs. grosso/fino. O mecanismo de reversão tem um design menor e pode fornecer uma ampla gama de troca de tap em uma seção; enquanto a implementação grosso/fino oferece uma gama mais ampla, mas requer mais enrolamento.

A escolha do modelo certo deve depender de sua frequência de trabalho, corrente de interrupção necessária e disponibilidade de acesso para manutenção. Há um tratamento mais longo das compensações neste guia de seleção de trocadores de tap de transformador se você estiver no ponto de comparar configurações específicas em vez de apenas entender as categorias.

Onde os Transformadores OLTC São Usados

O controle de tensão é necessário constantemente.

• Subestações de transmissão onde a alta tensão (220 ou 110 kV) é convertida em baixa tensão para entregar eletricidade a uma carga em constante mudança.
• Alimentadores rurais longos onde a queda de tensão é grande e a demanda varia de acordo com a estação ou regime de irrigação.
• Estações de transformação para geração renovável, uma vez que a produção de plantas solares e eólicas flutua muito mais rapidamente do que a carga tradicional, portanto, a tensão precisa ser mantida dentro de limites estreitos.
• Transformadores de tração e ferroviários devido à variação constante da carga durante o movimento do trem.
• Transformadores de arco elétrico e retificadores, uma vez que grandes flutuações de carga de corrente ocorrem o tempo todo e resultam em necessidade contínua de ajuste de tensão.
• Transformadores de deslocamento de fase onde os parâmetros elétricos são gerenciados usando transformadores com tapings variáveis.

Um exemplo da fabricação esclarecerá essa questão muito melhor. Uma unidade como esta SZ11 31.500 kVA 35/10,5 kV transformador regulador de tensão imerso em óleo sob carga é construída especificamente para o caso em que um fornecimento de 35 kV deve entregar uma tensão estável de 10,5 kV a uma rede de distribuição cuja carga varia ao longo do dia. Essa é uma aplicação OLTC em um componente e uma frase.

Quanto Custa um OLTC

O preço varia amplamente entre vários fabricantes em termos de classificação, classe de tensão e corrente, mas a estrutura geral de custos permanece estável o suficiente para realizar avaliações.

Item	Faixa típica (USD)	Observações
OCTC / DETC (fora de circuito)	$500–$3.000	A linha de base. Sem acionamento por motor, sem impedância de transição
OLTC de nível de distribuição (≤33 kV)	$2.000–$8.000	Desviador isolado a óleo, tipicamente de 9 a 17 posições
OLTC de nível de transmissão (≥110 kV)	$15.000–$60.000	Tipos a vácuo estão na extremidade superior
Tipo resistor ou a vácuo, faixa média	$6.000–$35.000	Impulsionado principalmente pela classificação de corrente e contagem de etapas
OLTC como parte do preço do transformador	+10–30%	Comparado com +2–5% para um OCTC
Incremento de OLTC em um transformador de 10 MVA	$10.000–$25.000	Depende fortemente se é um desviador a vácuo ou a óleo

O primeiro ponto a discutir em relação à tabela é que o custo do trocador não está todo incluído no preço de um transformador OLTC. Além do trocador, um transformador OLTC deve ser equipado com um enrolamento de derivação, seus terminais, um motor com uma unidade de controle, e assim por diante, então, se avaliarmos a diferença em termos de preço por kVA, observa-se que o OLTC em comparação com o transformador OCTC custa muito mais.

O lubrificante ou óleo para a lanterna a óleo não deve ser considerado um item irrelevante, pois requer verificações frequentes do óleo e, às vezes, sua substituição. Assim, a cada 50.000 a 100.000 operações, ele deve ser substituído a cada três ou cinco anos (dependendo da carga). O tipo de transformadores a vácuo estende esse intervalo, razão pela qual permitem alcançar economias no custo ao longo de sua vida útil.

Para dar um exemplo dos custos, transformadores OLTC de capacidade 20 MVA e tensão de 110 kV custam tipicamente entre 430.000-700.000 EUR de grandes fabricantes europeus, abaixo de 450.000 EUR da Schneider, e abaixo de 320.000 EUR de fabricantes chineses.

Marcas e Fabricantes que Vale a Pena Conhecer

Existem duas categorias muito distintas de produtores, e seus clientes geralmente devem decidir qual delas escolher.

Especialistas. A empresa Maschinenfabrik Reinhausen é considerada a líder de mercado de toda a indústria. Se, na chamada para licitação, a especificação diz “OLTC da MR ou equivalente”, isso significa qual produto exato está sendo pretendido. O portfólio de produtos deste fabricante inclui tudo, desde produtos de desviador a óleo projetados para a tensão de distribuição até dispositivos a vácuo adequados para as classes de tensão mais altas, e seus dispositivos são amplamente imitados. Além disso, a Reinhausen está envolvida em licenciamento e fornecimento de transformadores para outros fabricantes, razão pela qual você pode encontrar trocadores de impostos deste fabricante entre transformadores oferecidos sob várias marcas.

Produtores integrados. Empresas como Hitachi Energy, Siemens Energy e Alstom fabricam transformadores e fornecem dispositivos de troca de derivação como um pacote. A Hitachi Energy é particularmente conhecida por isso. Essa experiência permite que produza transformadores juntamente com dispositivos de troca de derivação que compõem a lista de produtos oferecidos. Qual é a principal vantagem dessa abordagem? É o fornecedor único que é responsável pela única garantia — um benefício crucial para o projeto com alta incerteza relacionada às interfaces.

Fabricantes chineses e regionais. Devido ao seu preço atraente, TBEA, Subin e algumas outras empresas se tornaram bem-sucedidas na produção de transformadores OLTC. Devido à sua acessibilidade, esses transformadores podem ser aplicados em vários projetos implementados em toda a Ásia Sudeste, África, Oriente Médio e América Latina. A concorrência se tornou mais acirrada em relação aos transformadores de média tensão, enquanto os especialistas de longa data ainda mantêm a vantagem competitiva em produtos de alta tensão e rede de serviços.

A consideração primária ao tomar sua decisão deve ser o local onde os transformadores serão entregues e mantidos. Empresas que possuem infraestruturas bem desenvolvidas e pessoal capacitado para manutenção geralmente optam por produtos fabricados por especialistas. Contratantes gerais que trabalham em projetos com prazos apertados geralmente preferem adquirir produtos integrados. De qualquer forma, o exercício de comparação de marcas é o mesmo que você realizaria para qualquer compra de transformador, e as estruturas neste guia de compra para transformadores imersos em óleo com recomendações de marcas se aplicam diretamente a unidades equipadas com OLTC.

Como Especificar Um Sem Arrependimentos

If you’re developing a specification, the following parameters will determine whether you’ll get a practical device or merely an expensive ornament:

• Voltage regulation range and step size. Start with considering how much the supply voltage will fluctuate. A variation with a 10% accuracy range and a fluctuation of about 1.25% is what is needed in the majority of cases. Transmission and renewable connections may require higher accuracy or wider range.
• Number of operations per year. This number will determine whether to choose oil or vacuum, and whether to use tank installation or separate compartment. If a transformer is rated for 300,000 operations but is expected to run 20 cycles a day, it’ll mean regular servicing.
• Through-current through diverter. Voltage regulation is about breaking current load not only voltage. When it comes to this matter, oversizing is inexpensive compared to replacing contacts since it costs much less.
• Control philosophy. Will you have a stand-alone voltage regulation with a dead zone and time delay or coordinated control with parallel transformers and SCADA? The latter requires ensuring that control cubicles in both variants function properly and switching gears regulates current effectively.
• Parallel operation. In order to run two transformers in parallel, running both at the same tap position is necessary, and hence the need for either master-slave control or controlling circulating current in advance.
• Maintenance access. Having a separate tank might be costlier but make diverter service possible without draining the main tank. On a remote site, this might be the only deciding factor.
• Proof of compliance with the standards. You need to check documents in compliance with IEC 60214-1. Be not satisfied with copies of certificates and ask data on type test.

There is a longer walkthrough of these choices in this guide on how to select the on-load tap changer for a main power transformer, including how step size interacts with the tap winding and how the operating duty class should be matched to the project. If you’re specifying for the first time, start there rather than with the price list.

Perguntas Frequentes

What is OLTC and OCTC?

OLTC stands for On-Load Tap Changer, while OCTC stands for Off-Circuit Tap Changer. The difference between the two is that OLTC operates while the transformer is energized and in operation; it will use motorized drive, a selector switch, and a diverter switch that works under transition resistance, which ensures that the current is not broken. An OCTC can operate only when the transformer is turned off and safe; thus, it will work using the link that is made at commissioning. OLTC is installed in transformers that ensure the continuous control of voltage in the system; whereas OCTC is installed in distribution transformers since it is more cost-efficient.

What are the types of OLTC?

The first distinction is in terms of the method of switching from one state to another with use of transition resistors in the case of the resistor type, which is commonly used in Europe, Asia, and the hybrid type using an autotransformer. Furthermore, the division is based on the switching medium and thus to oil insulated switching systems with the switching contacts located in the oil and taking special care of it, while there is the vacuum type of systems in case of which the switching is made by using enclosed vacuum interruptions and no routine maintenance is necessary. Construction-wise, the systems are divided into either in-tank or separate-compartment units, and depending on the design there might be linear, reversing and coarse/fine taps.

What is the difference between RTCC and OLTC?

The OLTC is the actual switching apparatus and the RTCC represents the layer of controls that tells it what to do. The RTCC or Remote Tap Changer Control (also known as Remote Tap Changer Controller) is an electronic relay or controller that receives the secondary voltage, compares it with the desired value and dead-band, implements a time delay on the operation in order to ignore temporary voltage drops, and produces “raise” or “lower” commands for the motor assembly. Some RTCCs carry out the operation of coordination of transformers in parallel, line-drop compensation as well as SCADA communication. So RTCC is not an alternative to OLTC — it is the unit that provides automatic function of the OLTC. You can use OLTC without a sophisticated RTCC — a simple voltage relay will suffice, but it is impossible to have automatic operation without both devices.

What does OLTC mean?

On-Load Tap Changer is referred to as OLTC. In electrical engineering, the term “on-load” emphasizes that the equipment is functioning while the transformer is energizing and transmitting current. This deviates from the term “off-circuit” or “de-energized” since those terms indicate that the transformer has to be turned off first and be isolated from other components. The tap changer is the equipment used for selecting the point of connection of the winding. It changes the connection point in order to modify the number of turns, which also in turn enables voltage modification. Consequently, OLTC is translated into “a device that makes taps changes while the transformer is under load.” The equivalent acronym used in North America is LTC (load tap changer).

Can an OLTC be retrofitted to an existing transformer?

In a technical sense retrofitting is possible, but for a practical application it does not really make sense. Retrofitting can be described as an operation involving opening up the tank to replace the wire and insulate the leads, installing a driving motor and a separate compartment to actually rerun the control circuit. What is more, the costs involved in retrofitting may exceed a big part of the price of a transformer of the same rating and it also means giving up all the state of affairs concerning factory type tests. In situations when voltage control during operation is really needed but the transformer can only provide OCTC, some of the options include installing a separate regulator, using the booster transformer or changing the transformer with a new one at the end of its technical lifespan.

Referências

• IEC 60214-1 — Tap-changers, Part 1: Performance requirements and test methods — the governing standard for on-load and off-circuit tap changers
• Fábrica de Máquinas Reinhausen (MR) — manufacturer information and technical literature on on-load tap changers
• Hitachi Energy — Transformers — integrated transformer and tap changer solutions
• Siemens Energy — industry context on equipment design and environmental regulation
• Departamento de Energia dos EUA — grid equipment, transformer supply and reliability reporting
• National Electrical Manufacturers Association (NEMA) — electrical equipment standards and industry data

Conclusão

OLTC denotes the On-Load Tap Changer. If the reader only recalls one sentence from this text, then that should be this one: it is the device that allows a transformer to self-correct its output voltage while current is still flowing; this is an outstanding feature compared to simple tap links of a standard distribution transformer.

The practical facts one needs to keep in mind while having a specification dialogue are as follows: expect to have ±8 up to ±16 steps with the step being between 0.625% and 1.67%; the price of the changer would range between $3,000 and $30,000 and would make the transformer cost by about 10%-30% more expensive; expect to see that while oil-insulated diverters would require servicing every few years, vacuum ones would serve for much longer; the standard you should be held to should be IEC 60214-1; and the name of MR Reinhausen will always be used as a benchmark.

The question of whether or not you need an OLTC boils down to one question. Is the voltage at the supply point fluctuating enough and often enough that you cannot regulate it by other means? In case the load profile is steady and the supply is stable, it is better to use an OCTC and spend money elsewhere.