TRANSFORMADOR

TRANSFORMADORES

ILUSTRAO DA ESTRUTURA DE UM TRANSFORMADOR

ndiceEstruturaPrincpios bsicosTipos de transformadoresTransformadores de potnciaAutotransformadoresSimbologiaTransformador idealTransformador em vazioReferncias

TRANSFORMADORUmtransformador um dispositivo destinado a transmitirenergia eltrica oupotncia eltricade um circuito a outro, induzindo tenses,correntese/ou de modificar os valores dasimpedncias eltricasde umcircuito eltrico.

Inventado em1831porMichael Faraday,os transformadores so dispositivos que funcionam atravs da induo de corrente de acordo com os princpios doeletromagnetismo, ou seja, ele funciona baseado nos princpios eletromagnticos daLei de Faraday-Neumann-Lenze daLei de Lenz,onde se afirma que possvel criar uma corrente eltrica em um circuito uma vez que esse seja submetido a um campo magntico varivel, e por necessitar dessa variao no fluxo magntico que os transformadores s funcionam em corrente alternada.DAVID TAVARESESTRUTURAUm transformador formado basicamente de:

Enrolamento - O enrolamento de um transformador formado de vrias bobinas que em geral so feitas decobreeletrolticoe recebem uma camada de verniz sinttico como isolante.

Ncleo - esse em geral feito de um materialferromagnticoe o responsvel por transferir a corrente induzida no enrolamento primrio para o enrolamento secundrio.

Esses dois componentes do transformador so conhecidos como parte ativa, os demais componentes do transformador fazem parte dos acessrios complementares.

No caso dos transformadores de doisenrolamentos, comum se denomin-los como enrolamento primrio e secundrio, existem transformadores de trs enrolamentos sendo que o terceiro chamado de tercirio. H tambm os transformadores que possuem apenas um enrolamento, ou seja, o enrolamento primrio possui um conexo com o enrolamento secundrio, de modo que no h isolao entre eles, esses transformadores so chamados deautotransformadores.

Um transformador trifsico possui internamente 3 transformadores que podem ser ligados de diferentes modos. Ligando os enrolamentos primrios em tringulo e os enrolamentos secundrios em estrela, ficamos com um conjunto em que o primrio recebe corrente trifsica e no secundrio temos trs fases e neutro (sendo o neutro o centro da estrela). Temos assim desta forma tenses simples e tenses compostas. No caso da distribuio de energia eltrica temos 400 volts entre fases, temos 3 situaes dessas (entre as fases R e S; S e T; R e T) e temos 230 volts entre qualquer uma das fases e o neutro.

DAVID TAVARESPRINCPIOS BSICOSO transformador baseado em dois princpios:

o primeiro, descrito vialei de Biot-Savart, afirma quecorrente eltrica produzcampo magntico(eletromagnetismo); o segundo, descrito vialei da induo de Faraday, implica que um campo magntico varivel no interior de umabobinaou enrolamento de fio induz uma tenso eltrica nas extremidades desse enrolamento (induo eletromagntica). A tenso induzida diretamente proporcionaltaxa temporalde variao dofluxo magnticono circuito. A alterao na corrente presente na bobina do circuito primrio altera o fluxo magntico nesse circuito e tambm na bobina do circuito secundrio, esta ltima montada de forma a encontrar-se sob influncia direta do campo magntico gerado no circuito primrio. A mudana no fluxo magntico na bobina secundria induz uma tenso eltrica na bobina secundria.Um transformador ideal apresentado na figura adjacente. A corrente passando atravs da bobina do circuito primrio cria umcampo magntico. A bobina primria e secundria so ambas enroladas sobre um ncleo de material magntico de elevada depermeabilidade magntica, a exemplo um ncleo de ferro, de modo que a maior parte do fluxo magntico passa atravs de ambas as bobinas. Se um dispositivo eltrico conectado ao enrolamento secundrio, uma vez provido que a corrente e a tenso aplicadas ao circuito primrio tenham os sentidos indicados, a corrente e a tenso eltricas no dispositivo (usualmente denominado por "carga" do circuito) tero tambm sentidos definidos, como os indicados na figura. Na prtica os transformadores operam com tenses e correntes alternadas, de forma que as marcaes na figura representam a rigor, as relaes defaseentre os sinais no circuito primrio e secundrio visto que as tenses e correntes esto constantemente alternando seus sentidos a fim de prover um fluxo magntico varivel.

DAVID TAVARESUM TRANSFORMADOR IDEAL. A CORRENTE SECUNDRIA SURGE PARA A AO SECUNDRIA EMF NA IMPEDNCIA DE CARGA (NO MOSTRADO).

JANDERSON FARIASTRANSFORMADOR IDEALUm transformador ideal aquele em que o acoplamento entre suas bobinas perfeito, ou seja, todas concatenam, ou abraam, o mesmo fluxo, o que vale dizer que no h disperso de fluxo. Isso implica assumir a hiptese de que a permeabilidade magntica do ncleo ferromagntico alta ou, no caso ideal, infinita, e o circuito magntico fechado. Alm disso, admite-se que o transformador no possui perdas de qualquer natureza, seja nos enrolamentos, seja no ncleo.

Transformador em vazio

Considerando, um transformador ideal, sendo o fluxo total,, o mesmo em ambas as bobinas, j que se desprezam os fluxos dispersos e o ncleo tem , as f.e.m.s,e, induzidas nessas bobinas (adotando a conveno receptor), escrevem-se como:

JANDERSON FARIASTRANSFORMADOR IDEAL

JANDERSON FARIASTIPOS DE TRANSFORMADORESOs transformadores so classificados de acordo com vrios critrios. As classificaes de acordo com a finalidade, o tipo, o material do ncleo e o nmero de fases so algum as das mais importantes.Quanto finalidade:Transformadores de correnteTransformadores de potnciaTransformadores de distribuioTransformadores de foraQuanto ao tipo:Dois ou mais enrolamentosAutotransformadorQuanto ao material do ncleo:FerromagnticoNcleo de arQuanto ao nmero de fases:MonofsicoTrifsicoPolifsico

RUDYTIPOS DE TRANSFORMADORESPara se reduzir as perdas o ncleo de muitos transformadores so laminados para reduzir a induo de correntes parasitas oude Foucault, no prprio ncleo. Em geral se utiliza ao-silcio com o intuito de se aumentar a resistividade e diminuir ainda mais essas correntes parasitas. Esses transformadores so chamados transformadores de ncleo ferromagntico. H ainda os transformadores de ncleo de ar, que possui seus enrolamentos em contato com a atmosfera.Transformadores tambm podem ser utilizados para o casamento de impedncias. Esse tipo de ligao consiste em modificar o valor da impedncia vista pelo lado primrio do transformador, so em geral de baixa potncia

RUDYTRANSFORMADORES DE POTNCIAOs transformadores trifsicos ou de potncia so destinados a rebaixar ou elevar a tenso e consequentemente elevar ou reduzir a corrente de um circuito, de modo que no se altere a potncia do circuito.Esses transformadores podem ser divididos em dois grupos:Transformador de fora - esses transformadores so utilizados para gerar, transmitir e distribuir energia em subestaes e concessionrias. Possuem potncia de 5 at 300 MVA. Quando operam em alta tenso tm at 550 kV.Transformador de distribuio - esses transformadores so utilizados para rebaixar a tenso para ser entregue aos clientes finais das empresas de distribuio de energia. So normalmente instalados em postes ou em cmaras subterrneas. Possuem potncia de 15 a 300 kVA; o enrolamento de alta tenso tm tenso de 15, 24,2 ou 36,2 kV, j o enrolamento de baixa tenso tem 380/220 ou 220/127 V.

LUIZ PAULOTRANSFORMADORES DE POTNCIA

TRANSFORMADOR DE DISTRIBUIOLUIZ PAULOAUTOTRANSFORMADORESNosautotransformadoresos enrolamentos primrio e secundrio esto em contato entre si. O enrolamento tem pelo menos trssadas, onde as conexes eltricas so realizadas. Um autotransformador pode ser menor, mais leve e mais barato do que um transformador de enrolamento duplo padro. Entretanto, o autotransformador no forneceisolamento eltrico.Autotransformadores so muitas vezes utilizados como elevadores ou rebaixadores entre as tenses na faixa 110-117-120 volts e tenses na faixa 220-230-240 volts. Por exemplo, a sada de 110 ou 120V de uma entrada de 230V, permitindo que equipamentos a partir de 100 ou 120V possam ser usados em uma regio de 230V.Um autotransformador varivel feito expondo-se partes das bobinas do enrolamento e fazendo a conexo secundria atravs do deslizamento de um contato, resultando em variao na relao das espiras.5Tal dispositivo normalmente chamado pelo nome de marca Variac.

UMAUTOTRANSFORMADOR VARIVELWILLA SIMBOLOGIAAlguns smbolos comumente utilizados em diagramas eltricos e eletrnicos:

NATALICIONORMALIZAESComo o estudo dos transformadores envolve as principais grandezas eltricas, a ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) estabeleceu normas nacionais de operao, construo, manuteno e uso dos mesmos. Segundo a NBR 5440, as potncias padronizadas para transformadores de distribuio, em kVA, so: a) Transformador monofsico instalado em poste: 3 ; 5 ; 10 ; 15 ; 25 ; 37,5 ; 50 ; 75 ; 100 b) Transformador trifsico instalado em poste: 15 ; 30 ; 45 ; 75 ; 112,5 ; 150 c) Transformador trifsico instalado em plataforma: 225 ; 300 ; 500 ; 750 ; 1000

NATALICIO

NATALICIOCOMPONENTES CONSTRUTIVOS Os transformadores so constitudos, basicamente, de uma parte ativa e de acessrios complementares.

PARTE ATIVA Compreende as bobinas (enrolamentos do primrio e do secundrio) e o ncleo ferromagntico. Para que haja um funcionamento eficaz, necessrio que seus componentes sejam prensados e devidamente calados, a fim de suportarem as mais diferentes condies ambientais a que so submetidos. Os enrolamentos so constitudos de fios de cobre, de seo retangular ou circular, isolados com esmalte ou papel. Os enrolamentos de BT e AT (Figura 8.3) normalmente so concntricos, onde a BT ocupa a parte interna e a AT a parte externa, sendo estes fracionados em bobinas de menor nmero de espiras, chamadas panquecas, por motivo de isolao, facilidade de manuteno e retirada das derivaes para conexo ao comutador. LUAN

LUAN19ACESSRIOS COMPLEMENTARES a) Tanque Mostrado na Figura 8.4, serve de invlucro da parte ativa e do lquido isolante. Nele encontramos os suportes para fixao em postes, ganchos e olhais de suspenso, tampa de inspeo, conector de aterramento, fios de passagem das buchas, placa de identificao, radiadores, dispositivos de drenagem e amostragem do lquido isolante, visor de nvel do leo, etc. b) Buchas So dispositivos que permitem a passagem dos condutores constituintes dos enrolamentos para o meio externo (redes eltricas), mostrados na Figura 8.5 . So constitudos de corpo isolante (porcelana), condutor passante (cobre ou lato), terminal (bronze ou lato) e vedaes (borracha e papelo).

LUANc) Radiadores O calor gerado na parte ativa se propaga pelo leo, sendo dissipado na tampa e laterais do tanque (Figura 8.6). Em casos especiais (potncia elevada e ventilao insuficiente) os transformadores so munidos de radiadores, que aumentam a rea de dissipao, ou adaptados com ventilao forada. d) Comutador um dispositivo mecnico que permite variar o nmero de espiras dos enrolamentos de alta tenso, como mostra a Figura 8.7. Sua finalidade corrigir o desnvel de tenso existente nas redes de distribuio, devido queda de tenso ocorrida ao longo das mesmas.

LUANe) Placa de identificao Construda em alumnio ou ao inoxidvel, onde constam todas as informaes construtivas resumidas e normatizadas do aparelho, conforme exemplo da Figura 8.8. Entre as informaes fornecidas pela placa encontram-se:

nome e dados do fabricante; numerao da placa; indicao das NBR;potncia (kVA);impedncia equivalente (%);tenses nominais (AT e BT);tipo de leo isolante;diagramas de ligaes;diagrama fasorial; massa total (kg);volume total do lquido (l).

Figura 8.8 Exemplo de placa de identificao de transformador.

LUANTENSO DE CURTO-CIRCUITO o valor da tenso que se deve aplicar nos enrolamentos de AT para se obter nos enrolamentos de BT, curto-circuitados, a corrente nominal (In) de funcionamento a plena carga do transformador.

O mtodo prtico utilizado pelos fabricantes para a obteno deste valor mostrado na Figura 8.9

A razo porcentual entre a tenso de curto-circuito e a tenso nominal de operao na AT, denomina-se impedncia equivalente (Ze) deste transformador. Assim,

onde UCC a tenso de curto-circuito e U1 a tenso nominal de operao em AT. O mdulo desta impedncia tem uma importncia significativa na participao de cada transformador num paralelismo (banco de transformadores).

ALEF PEDRO

ALEF PEDROBANCO DE TRANSFORMADORES a ligao de dois ou mais transformadores em paralelo entre si, conectados a uma nica rede de alimentao, conforme o esquema mostrado na Figura 8.13.

ALEF PEDRO

ALEF PEDROINSTRUES PARA INSTALAO E MANUTENOVerificar se os dados da placa de caractersticas esto de acordo com a linha qual o transformador ser ligado. (taps de ligao atravs da tampa de inspeo; apertar as porcas).Verificar a ocorrncia de vazamento de leo. (limpar o local com benzina e colocar talco ou p de giz). Verificar o nvel do leo. (interna ou externamente). Verificar o estado e a limpeza das buchas. (se sujas, limpar com estopa embebida em benzina; se estiverem trincadas, proceder substituio).Verificar a existncia de gua condensada sob a tampa de inspeo. (se houver, secar a tampa e antes de fechar, secar tambm a parte ativa; se persistir, realizar a desidratao do leo). Medir o valor da rigidez dieltrica do leo. (no deve ser inferior a 22 kV/polegada; aps o tratamento, no deve ser inferior a 38 kV/polegada, na temperatura de 20C). Verificar a continuidade eltrica dos circuitos atravs de um meghmetro. (entre os terminais da AT e depois entre os terminais da BT). Verificar a resistncia de isolamento atravs de um meghmetro. (entre os terminais de AT e BT; entre os terminais de AT e a carcaa; entre os terminais de BT e a carcaa).DAVD TAVARESReferncia Bibliogrficahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Transformadorhttp://minerva.ufpel.edu.br/~egcneves/biblioteca/caderno_elet/cap_08.pdf