Autotransformadores e Multiplos enrolamentos

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 1
Pode-se observar, na figura a 
seguir, que dois enrolamentos 
normais podem ser conectados de 
forma que um deles é comum a 
ambos os circuitos do primário e 
do secundário.
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 2
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 3
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 4
Uma diferença importante entre o 
transformador de dois enrolamentos 
e o autotransformador é que no 
primeiro os enrolamentos estão 
eletricamente isolados, ao passo que 
no segundo os enrolamentos estão 
conectados entre si.
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 5
Outra diferença é que no 
autotransformador, o enrolamento 
ab, da figura anterior, deve ter 
uma isolação extra uma vez que 
deve estar isolado para a tensão 
máxima do equipamento.
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 6
Os autotransformadores têm 
reatâncias de dispersão menores, 
perdas mais baixas, menores 
correntes de excitação e custam 
menos que os transformadores de 
dois enrolamentos.
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 7
Analisar o exemplo 2.7 da página 92.
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 8
A relação de espiras efetiva de um 
autotransformador é:
Autotransformadores
A sua potência nominal é a relação 
anterior vezes a do transformador de 
dois enrolamentos.





 +
1
21
N
NN
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 9
No autotransformador parte da 
energia é transferida 
condutivamente do primário para 
o secundário e o restante da 
energia é transferida por ação de 
transformação. 
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 10
A energia transferida 
condutivamente representa o 
acréscimo da capacidade em kVA. 
Por isso tem tamanho reduzido e 
tem perdas no núcleo menores.
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 11
Se houver, em função de uma 
falha, a abertura do enrolamento 
comum do autotransformador, a 
tensão primária será aplicada ao 
secundário. Isso causará danos 
aos equipamentos e problemas de 
segurança. 
Autotransformadores
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 12
Transformadores com três ou mais 
enrolamentos, conhecidos como 
transformadores de múltiplos 
enrolamentos, são usados para 
interconectar três ou mais circuitos 
que podem ter tensões diferentes.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 13
Um transformador de múltiplos 
enrolamentos custa menos e é
mais eficiente do que um número 
equivalente de transformadores de 
dois enrolamentos.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 14
Além dos transformadores de 
potência, essa configuração 
também existe em pequenos 
transformadores usados em 
eletrônica.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 15
Nos transformadores de distribuição 
rural, existem dois enrolamentos de 
127 V conectados em série. Circuitos 
de baixa potência podem ser 
alimentados em 127 V, enquanto 
motores podem ser alimentados em 
254 V.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 16
Transformadores com apenas um 
enrolamento primário.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 17
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 18
Os sistemas monofásicos, 
notadamente os monofilares com 
retorno por terra, são construídos 
com custos reduzidos, posto que 
têm construção simplificada e 
menores custos de manutenção e 
operação.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 19
As cargas nas zonas rurais são 
geralmente tão pequenas que 
raramente são necessários três
condutores para atender a 
capacidade de transporte das 
mesmas. A simplificação da 
construção permite menores custos.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 20
Nos sistemas de transmissão, os 
transformadores costumam ter 3 
enrolamentos. Por exemplo, em 
uma subestação que reduza a 
tensão de 230 kV para 138 kV, 
haverá um terceiro enrolamento em 
13,8 kV conectado em delta.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 21
Transformador 225 MVA – 275 kV
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 22
O terceiro enrolamento de média 
tensão é usado para diversas 
finalidades, entre as quais alimentar 
os serviços auxiliares da subestação 
e, eventualmente, alimentar um 
sistema de distribuição local.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 23
Capacitores estáticos ou 
conversores que utilizam eletrônica 
de potência podem ser conectados 
aos enrolamentos terciários para 
corrigir o fator de potência ou 
regular a tensão.
Múltiplos Enrolamentos
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Joaquim Eloir Rocha 24
O terciário conectado em delta 
fornece um caminho de baixa 
impedância para as componentes 
de terceira harmônica da corrente 
de excitação, de modo a reduzir a 
terceira harmônica da tensão de 
neutro.
Múltiplos Enrolamentos