Telefone: (11) 4399-3132 | 4341-3110 | 4200-0767 | (84) 4042-0062
Blog

Características construtivas dos transformadores de potência

transformadores de energia

Como já foi mencionado no post anterior: “Transformadores de potência são equipamentos cujo princípio básico de funcionamento se dá a partir da conversão de diferentes níveis de tensão entre a fonte, ligada ao primário, e a carga alimentada, ligada ao secundário”.

Podem ser trifásicos ou monofásicos, dependendo das necessidades específicas de cada instalação.

No sistema elétrico há diferentes tipos de transformadores, que possuem características específicas quanto à classe de tensão e potência.

Vistos externamente, os transformadores são formados por buchas de alta e baixa tensão, radiadores ou trocadores de calor, tanque principal, tanque de expansão, painéis de controle e outros dispositivos.

Essencialmente são equipamentos mais complexo, dependendo da interação de diversos componentes para o seu perfeito funcionamento.

Como funcionam os transformadores de energia

Fonte: Catálogo transformadores de potência e Reatores de Derivação (1999)

1) Núcleo: é constituído em lâminas para minimizar o efeito denominado por Foucault, no qual a indução de campo magnético alternado sobre o núcleo magnético tende a dar origem a correntes elétricas parasitas que ficam circulando e assim gerando perdas e aquecimento localizado. Corrente de Foucault, ou corrente parasita, é o nome dado à corrente induzida em um condutor quando há variação do fluxo magnético que o percorre. Em alguns casos a corrente de Foucault pode produzir resultados indesejáveis, como perdas em decorrência de dissipação de energia por efeito Joule, fazendo com que a temperatura do material aumente. Para evitar a dissipação por efeito Joule, os materiais sujeitos a campos magnéticos variáveis são frequentemente laminados ou construídos com placas muito finas isoladas umas das outras. Esse arranjo aumenta a resistência no trajeto da corrente que atravessa o material, resultado em menor geração de calor e consequentemente menores perdas. O núcleo ferromagnético é configurado em colunas verticais, sendo que as principais abrigam blocos de bobinas e as colunas periféricas, denominadas de retorno, são para fechamento do circuito magnético.

2) Enrolamentos:  são  bobinas  cilíndricas  formadas  por  condutores  de  cobre retangular  convencionais  ou  transpostos,  podendo  ser  isolados  com  papel  ou envernizados.  As  bobinas  apresentam  um  arranjo  físico  que  pode  ser  do  tipo helicoidal, em camadas, discos contínuos ou discos entrelaçados. A relação entre o  número  de  espiras  dos  diversos  enrolamentos  do  transformador  define  seus níveis de tensão de operação, havendo a possibilidade de se fazer bobinas com terminais intermediários, denominados por taps, que podem ser comutados, com a  limitação  de  que  o  transformador  esteja  sem  tensão  ou  até  mesmo  com  o transformador operando sob carga mediante a utilização de chaves comutadoras de características especiais (comutador sob carga).

3) Tanque  principal:  trata-se  do  tanque  de  aço  preenchido  com  óleo  isolante, onde  a  parte  ativa,  conjunto  formado  pelas  bobinas  e  o  núcleo,  é  imerso.  O tanque  pode  ser  dotado  de  blindagens  nas  paredes  internas,  no  sentido  de minimizar o aumento da temperatura do aço por conta da circulação de correntes parasitas, resultantes do fluxo de dispersão gerado na parte ativa.

Já o óleo isolante tem dupla função:

– ser absorvido (impregnado) pelo papel isolante de forma a conferir características dielétricas especiais ao sistema isolante do transformador;

– circular através dos enrolamentos e núcleo, superficialmente e através de reentrâncias, canais feitos especialmente com essa finalidade, de forma a permitir a remoção do calor gerado no funcionamento normal, dissipando assim as perdas nos enrolamentos e no núcleo.

 4) Tanque  de  expansão  de  óleo:  permite  a  expansão  do  volume  de  óleo  do transformador  por  conta  das  variações  de  temperatura  a  que  o  equipamento  é submetido.  Normalmente  ó  tanque  é  provido  de  uma  bolsa  de  borracha  que auxilia no sistema de selagem do transformador.

5) Buchas:  são  dispositivos  de  porcelana  que  têm  a  finalidade  de  isolar  os terminais das bobinas do tanque do transformador. Normalmente as buchas com classe de tensão superior a 13,8kV são do tipo condensivas, onde, no interior do corpo de porcelana, há uma envoltória de papel e filme metálico imersos em óleo isolante, formando um capacitor.

6) Comutador sob carga: dispositivo eletromecânico que propicia a variação dos níveis de tensão  através  da  mudança  dos  terminais  dos  enrolamentos  de regulação, sem que o transformador seja desligado.

conteudos-relacionados-transformadores-de-potencia

7) Acionamento  do  comutador  sob  carga: conjunto  de  mecanismos eletromecânicos que fazem a mudança da posição do comutador de acordo com os níveis de tensão desejados;

8)  Radiadores/Trocadores  de  calor:  instalados  na  parte  externa  do  tanque, fazem a circulação do óleo isolante  através de aletas  que, em contato com o ar ambiente, diminuem a temperatura do óleo. A circulação pode ser do tipo natural (ONAN  –  óleo  natural, ar  natural),  com  ar  forçado  através  de  motoventiladores nos  radiadores  (ONAF  –  óleo  natural,  ar  forçado),  com  motobombas  para aumentar o fluxo de óleo (OFAF – óleo forçado, ar forçado), com sistema de óleo dirigido nas bobinas (ODAF – óleo dirigido, ar forçado) ou mesmo com trocadores de  calor  que  utilizam  água  como  meio  refrigerante  ao  invés  do  ar  ambiente (OFWF – óleo forçado, água forçada).

9) Painel de controle: é o local onde estão instalados os dispositivos de interface que permitem o controle e a monitoração do funcionamento do transformador ao centro de operação da subestação, como temperatura, corrente, monitoração de gases, descargas parciais, etc.

10) Secador  de  ar:  faz  a  retirada  de  umidade  do  interior  do  transformador utilizando sílica-gel.

11) Termômetros:  medem  a  temperatura  dos  enrolamentos  e  do  óleo  do transformador.

Apesar do fato de que os componentes aqui descritos se aplicam a qualquer tipo de transformador, cada equipamento, dependendo da aplicação a que se destina e de padrões definidos pelo comprador, possui características construtivas específicas, não havendo, a menos daqueles fabricados na mesma série, transformadores idênticos.

Além disso, há diferentes tipos de construção no que diz respeito à quantidade de enrolamentos, sistema de comutação, refrigeração, dimensões, etc.

Fonte do Artigo: “Falha em trafo” – Ricardo Bechara


Se quiser saber mais sobre Diagnósticos e acompanhamento de transformadores de potência, acompanhe a Lorencini Brasil pelo Facebook!

solicitar-orçamento-analise-de-oleo-mineral-isolante

Desenvolvido por: AO5 Marketing Digital

Fale por Whatsapp