Guia Completo sobre Transformadores de Potência

Resumo dos Transformadores de Potência

Os Transformadores de Potência são máquinas elétricas estáticas robustas e de alto valor, fundamentais em todo o sistema elétrico. Eles permitem elevar ou reduzir a tensão, viabilizando a transmissão eficiente de eletricidade em corrente alternada.

Classificação dos Transformadores de Potência

Os transformadores podem ser classificados de acordo com diversos critérios:

• Localização
• Potência
• Dielétrico utilizado para isolamento
• Número de fases
• Tipo de conexões
• Sistema de refrigeração

Transformadores por Localização

• Usinas: Utilizados para elevar os níveis de tensão para conexão à rede.
• Subestações: Utilizados para reduzir ou aumentar a tensão na rede.
• Distribuição: Encontrados em linhas de distribuição elétrica.

Transformadores por Potência

• Baixa Potência: Transformadores de distribuição e iluminação industrial.
• Média Potência: Subestações de distribuição e instalações industriais (até 10 MVA).
• Alta Potência: Grandes subestações e plantas industriais, podendo atingir Gigas VA.

Transformadores por Isolamento

• Imersos em óleo: Enrolamentos submersos em tanque com óleo dielétrico, que atua como isolante e refrigerante.
• Transformadores a seco: Utilizados em subestações subterrâneas, com enrolamentos isolados por materiais dielétricos sólidos e ar.

Transformadores por Número de Fases

• Monofásicos: Operam em circuitos monofásicos. Podem ser combinados em bancos trifásicos.
• Trifásicos: Unidades únicas que transformam circuitos trifásicos, sendo os mais comuns em subestações.

Conexões em Transformadores de Potência

As conexões mais comuns incluem:

• Estrela-Estrela: Amplamente utilizadas em subestações de distribuição.
• Estrela-Delta: Comuns em geração ou distribuição, apresentam defasagem de 30 graus.

Sistemas de Refrigeração

A refrigeração é vital para evitar o envelhecimento precoce do isolamento:

• Refrigeração Natural: Circulação natural do óleo e ar através de radiadores.
• Ventilação Forçada: Uso de ventiladores e bombas para aumentar a capacidade de resfriamento em sobrecargas.

Regimes de Funcionamento e Fenômenos

Ao energizar um transformador, pode ocorrer o fenômeno de Inrush (corrente de partida), que são picos elevados de corrente. Outro fenômeno relevante é o pico de carga fria, que ocorre ao reconectar alimentadores após longos períodos de inatividade.

Regimes Anormais e Proteção

Regimes anormais, como sobrecargas e saturação, podem destruir o transformador se não detectados. A curva de dano do transformador, fornecida pelo fabricante, é essencial para configurar as proteções corretamente. Correntes não senoidais (harmônicos) aumentam as perdas no ferro e cobre, acelerando a degradação do isolamento e podendo levar à saturação do núcleo.