
Enabling the NEXT Generation
of Smarter TRAnsformers
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Designação do projeto
NEXTRA – Enabling the NEXT Generation of Smarter TRAnsformers
Código do projeto
39906
Código da operação
POCI-01-0247-FEDER-039906
Região de Intervenção
Norte (Matosinhos, Porto) e Centro (Aveiro)
Entidade Beneficiária
Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos, S.A.
Duração
2019 – 2022 (36 meses)
Data de aprovação
15/01/2019
Data de início
01/04/2019
Data de conclusão
31/03/2022
Promotores
Efacec Energia – Máquinas e Equipamentos Eléctricos S.A;
Universidade de Aveiro.
Custo total elegível
2.837.426,09€
Apoio Financeiro da União Europeia – 1.709.327,76€
Cofinanciado pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) através do Programa Operacional Competitividade e Internacionalização (POCI)
Objetivo Temático
OT 1 – Reforçar a investigação, o desenvolvimento tecnológico e a inovação
Objetivo principal
O projeto NEXTRA visa explorar a cadeia de valor de todo o portefólio tecnológico de transformadores da Efacec com o objetivo de apresentar ao mercado uma nova geração de transformadores termicamente mais eficientes, fiáveis, flexíveis, compactos e sustentáveis. O mercado dos transformadores apresenta-se extremamente maduro, onde cada vez mais o fator diferenciador é a inovação constante e a customização focada nas necessidades evolutivas dos clientes. Tendo como produto-alvo os transformadores de distribuição, potência e subestações móveis, serão estabelecidas cinco áreas de trabalho complementares: i) novas soluções construtivas, ii) novos materiais com propriedades superiores, iii) modelos e ferramentas de apoio à decisão, iv) técnicas disruptivas de condição e diagnóstico e v) avaliação do ciclo de vida. A curto prazo espera-se que as novas soluções construtivas aumentem o rácio MVA/ton. A médio prazo espera-se que novas técnicas de diagnóstico possam conduzir à criação de serviços de pós-venda diferenciadores. A longo prazo, espera-se que o desenvolvimento de novos materiais conduza a transformadores mais eficientes e com maior tempo de vida útil. O NEXTRA é promovido por um consórcio de duas entidades: uma empresa, a Efacec Energia, S.A., promotor líder, em cooperação com uma Entidade não Empresarial do Sistema de I&I, CICECO, inserido organicamente na Universidade de Aveiro, apresentando as competências tecnológicas e de mercado necessárias para assegurar a persecução dos objetivos delineados e consequente valorização económica dos resultados.
Objetivo principal
O acesso à energia é indicador de desenvolvimento humano, crescimento económico e qualidade de vida. As crescentes necessidades energéticas, aliadas às políticas de descarbonização, forçam os sistemas de produção, transporte e distribuição de energia a uma adaptação aos novos paradigmas, suportada numa geração de energia mais distribuída que por sua vez coloca desafios técnicos e económicos à operação das redes elétricas e dos seus ativos. Os transformadores são um dos principais ativos das redes de energia, estando encarregues de transformar energia para valores de tensão e corrente apropriados ao seu transporte, distribuição e consumo.
A competitividade da Efacec como fabricante de transformadores tem sido historicamente assegurada pela elevada customização e flexibilidade do seu portefólio, oferecendo aos seus clientes soluções à medida. A continuidade do reconhecimento internacional da Efacec como fabricante de transformadores de referência, competitivos e de qualidade, que privilegia a evolução tecnológica e o desenvolvimento contínuo, passa pelo desenvolvimento conceptual disruptivo ao nível tecnológico. Paralelamente, o know-how de transformadores tem potencial de captura adicional de valor num contexto de gestão de ativos, quando complementado com metodologias de avaliação de condição e gestão de risco, permitindo à Efacec dar resposta às solicitações cada vez mais prementes do mercado por soluções que permitam otimizar o ciclo de vida dos ativos das redes de energia, assegurar serviços especializados de manutenção preventiva, e reforçar os serviços de consultoria na prevenção de falhas em transformadores.
O projeto NEXTRA visa desenvolver uma nova geração de transformadores termicamente mais eficientes, fiáveis, flexíveis, compactos e sustentáveis. Tendo como produto-alvo os transformadores de distribuição, potência e subestações móveis. O projeto NEXTRA visa explorar a cadeia de valor em toda a sua extensão, atuando ao nível dos materiais, da produção e dos serviços especializados de pós-venda, permitindo assim aumentar de forma sustentada, a competitividade de todo o portefólio Efacec.
Para atingir os objetivos, este projeto é promovido por um consórcio de duas entidades: a Efacec Energia, S.A. e a Universidade de Aveiro. O projeto foi estruturado em oito atividades que incidem principalmente em 5 áreas de trabalho:

Resultados Esperados
- Soluções construtivas termicamente mais eficientes: Aumento do rácio MVA/ton em 6% em transformadores Core e 3% em transformadores Shell
- Materiais isolantes sólidos mais duradouros: Envelhecimento a 102 °C equiparável ao da referência (98°C)
- Materiais magnéticos amorfos de reduzidas perdas: Redução das perdas energéticas do circuito magnético em 70%
- Fluidos de refrigeração termicamente superiores: Redução da temperatura média dos enrolamentos em 4°C
- Técnicas disruptivas de condição e diagnóstico: Monitorização online do envelhecimento dos materiais celulósicos e do óleo
- Modelos simplificados termo-hidráulicos: Desenvolver modelos físicos para calcular a eficiência termo-hidráulica do transformador
- Técnicas de inteligência artificial para design otimizado: Otimização do design dos enrolamentos com vista à redução da temperatura do ponto quente em 5°C
Alvos Técnico-Científicos
A Efacec privilegia a evolução tecnológica e o desenvolvimento contínuo dos seus transformadores como fator determinante para garantir a sua competitividade e qualidade, sendo por isso mundialmente reconhecida como fabricante de referência.
É neste contexto que surge o projeto NEXTRA, que pretende desenvolver uma nova geração de transformadores termicamente mais eficientes, fiáveis, flexíveis, compactos e sustentáveis, através da investigação e desenvolvimento de novas soluções construtivas, novos materiais e técnicas disruptivas de condição e diagnóstico. Para tal, a estratégia do projeto passará por desenvolver capacidades técnico-científicas que permitam:
- Aumentar o fator potência/massa: reduzir a quantidade de materiais utilizados e aumentar as margens associadas à produção de transformadores, melhorando a competitividade e diminuindo os impactes ambientais.
- Reduzir as perdas energéticas: atender as novas diretivas de Ecodesign através da redução das perdas energéticas, promovendo assim menores aquecimentos, menores taxas de envelhecimento e uma redução nos custos associados à exploração.
- Estender a vida útil do transformador: promover uma cultura energética mais sustentável e potenciar oportunidades nos mercados de serviços especializados de pós-venda e de gestão de ativos.
Para a persecução destes objetivos técnico-científicos foram definidos como objetivos específicos:
- Novas Soluções Construtivas
- Desenvolvimento de novas soluções construtivas para a parte ativa e sistema de refrigeração com vista ao aumento da capacidade de evacuação de calor e redução de massas e dimensões.
- Materiais com Propriedades Superiores
- Desenvolvimento de novos materiais isolantes sólidos que permitam reduzir o envelhecimento do transformador;
- Desenvolvimento de novos materiais magnéticos, através da amorfização e da otimização da nanoestruturação de metais, com vista à redução de perdas energéticas;
- Desenvolvimento de fluidos alternativos de elevada performance térmica que permitam aumentar a capacidade de refrigeração do transformador.
- Técnicas Disruptivas de Condição e Diagnóstico
- Identificar compostos de degradação que permitam diagnosticar, de forma antecipada, a condição do transformador e assim prevenir o seu envelhecimento acelerado e eventuais falhas que coloquem o transformador em risco;
- Desenvolver sensores capazes de monitorizar em tempo real a condição das estruturas isolantes com o objetivo de avaliar de forma mais assertiva a condição do transformador, priorizar investimentos, reduzir períodos de inatividade e potenciar a extensão de vida útil do próprio transformador.
- Modelos e Ferramentas de Apoio à Decisão
- Desenvolver modelos simplificados termo-hidráulicos com a capacidade de modelar fisicamente os fenómenos de transferência de calor em regime estacionário e transiente, bem como em regimes de convecção natural e forçada;
- Desenvolver nos modelos simplificados termo-hidráulicos funcionalidades para otimizar o design dos enrolamentos e respetivas estruturas isolantes;
- Desenvolver modelos de envelhecimento, através da investigação da cinética de degradação dos materiais isolantes, que permitam acompanhar a condição destes materiais por via numérica.
- Avaliação do Ciclo de Vida
- Caracterizar o ciclo de vida e quantificar os impactes ambientais dos atuais transformadores da Efacec;
- Quantificar a variação dos impactes ambientais decorrente da utilização das novas soluções construtivas e dos novos materiais;
- Desenvolver a ferramenta de ACV para transformadores, que permita incluir no relatório técnico do transformador a respetiva análise de ciclo de vida.
Por que investir?
O projeto NEXTRA surge enquadrado no plano estratégico de desenvolvimento tecnológico da Efacec, que visa conceber e desenvolver equipamentos e soluções flexíveis que contribuam para o aumento da eficiência dos sistemas de produção, transporte e distribuição de energia elétrica. É neste contexto, de premência pela procura de soluções inovadoras e disruptivas, que surge o projeto NEXTRA. Tendo como produto-alvo os transformadores de distribuição, potência e subestações móveis, o projeto NEXTRA visa explorar a cadeia de valor em toda a sua extensão, atuando ao nível dos materiais, da produção e dos serviços especializados de pós-venda permitindo assim aumentar de forma sustentada, a competitividade de todo o portefólio Efacec.
Materiais: promover novos paradigmas tecnológicos através do desenvolvimento de novos materiais e da funcionalização de materiais de uso corrente, com vista ao aumento da eficiência, da compacidade e da extensão da vida útil.
Produção: investigar e desenvolver novas soluções construtivas que permitam conceber transformadores termicamente mais eficientes, flexíveis e compactos; assegurar as capacidades de previsão do comportamento termo-hidráulico e de otimização das soluções construtivas através do desenvolvimento de modelos simplificados termo-hidráulicos.
Serviços: investigar e desenvolver novos sensores de monitorização, bem como desenvolver modelos de envelhecimento de modo a suportar a diferenciação a médio prazo na gestão de ativos; potenciar a exploração eficiente
Milestones
Milestone | Título | Data |
---|---|---|
M 1.1 | Atualização bibliográfica terminada | 30/09/2019 |
M 2.1 | Especificação de Requisitos Terminada | 30/04/2020 |
M 3.1 | Caracterização laboratorial dos materiais comerciais concluída | 31/03/2022 |
M 4.1 | Novas soluções construtivas: desenvolvimento concluído | 30/11/2021 |
M 4.2 | Novos materiais: desenvolvimento concluído | 31/01/2022 |
M 4.3 | Técnicas disruptivas de condição e diagnóstico: desenvolvimento concluído | 31/01/2022 |
M 4.4 | Ferramentas de apoio à decisão: desenvolvimento concluído | 31/03/2022 |
M 4.5 | Avaliação de ciclo de vida terminada | 31/12/2021 |
M 5.1 | CInstalações experimentais concluídas e prontas para ensaios | 31/08/2020 |
Resumo da Execução Técnico-Científica e Financeira
A candidatura NEXTRA obteve a sua aprovação em janeiro de 2019, tendo o projeto sido iniciado em 1 de abril de 2019.
Fotos e Publicações

Reunião de Divulgação Alargada do Projeto e Apresentação do Consórcio, 10 de maio de 2019 (Arroteia)