GTD_Aula_012_Distribuição_Energia_Transformador

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Geração, Transmissão e Distribuição 
de Energia Elétrica 
 
EELET.10N1 
Aula 12 
 
Prof. Edgard Pereira Cardoso 
2/2014 
Centro Universitário Newton de Paiva 
Instituto de Ciências Exatas 
Escola de Engenharia Elétrica 
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 Transformador de 
Potência 
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Transformador 
• São equipamentos empregados para “elevar” ou 
“abaixar” as tensões entre os subsistemas de um 
sistema elétrico; 
• O transformador é um conversor de energia 
eletromagnética, cuja operação consiste de duas ou 
mais bobinas de múltiplas espiras enroladas no 
mesmo núcleo magnético, isoladas deste; 
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Transformador 
• Uma tensão variável aplicada à bobina de entrada 
(primário) provoca o fluxo de uma corrente variável, 
criando assim um fluxo magnético variável no 
núcleo. Devido a este é induzida uma tensão na 
bobina de saída (ou secundário). 
• Não existe conexão elétrica entre a entrada e a saída 
do transformador. 
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Transformador 
• A relação entre a tensão de entrada e tensão de saída do 
transformador está relacionada ao número de espiras da bobina 
primária e da bobina secundária e denominamos relação de 
transformação (m); 
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Transformador 
• Os transformadores são os equipamentos mais caros em uma 
subestação de transmissão ou de distribuição. 
• As principais partes componentes de um transformador de 
distribuição são: 
 Tanque com aletas de refrigeração; 
 Óleo isolante e refrigerante (óleo mineral); 
 Buchas de alta e baixa tensão; 
 Núcleo magnético, 
 Enrolamentos de alta e baixa tensão; 
 Tapes das bobinas do transformador (manual ou automático), 
 Papel isolante envolvendo os condutores (bobinas) e as 
cabeças das bobinas. 
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Transformador 
1 - Núcleo 
2 - Enrolamentos 
3 - Tanque principal 
4 - Tanque de expansão de óleo 
5 - Buchas 
6 - Comutador sob carga 
7 - Acionamento do comutador sob carga 
8 - Radiadores/Trocadores de calor 
9 - Painel de controle 
10 - Secador de ar 
11 - Termômetros 
 
• Os transformadores são os equipamentos mais caros em uma 
subestação de transmissão ou de distribuição. 
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Transformador 
• Sistemas de Supervisão e Monitoramento de transformadores 
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Transformador 
• Os transformadores podem ser projetados para 
diferentes aplicações: 
 Transformador de Potência: unidade monofásica e 
trifásica; 
 Transformador de Instrumentação: projetado para 
aplicações de proteção, medição e faturamento, 
sendo construídos, em geral, de modo a garantir 
precisão e linearidade; 
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Transformador 
 Transformadores de Comando e Controle: são os 
transformadores de pulso, utilizados para disparar (gatilhar) 
tiristores ou comandar outros tipos de interruptores 
eletrônicos. Normalmente possuem relação 1:1 e seu objetivo 
principal é fornecer isolação galvânica.. 
 Transformadores para Alta e Baixa frequência. 
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Transformador 
Os transformadores podem ser projetados para diferentes 
aplicações: 
 Transformador de Potência: unidade monofásica e trifásica; 
 Transformador de Instrumentação: projetado para aplicações 
de proteção, medição e faturamento, sendo construídos, em 
geral, de modo a garantir precisão e linearidade; 
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Transformadores de Distribuição: 
 Tem a função de adequar (abaixar) o nível de tensão a ser 
entregue para o consumidor final. Geralmente são instalados 
em postes. 
 Os transformadores são constituídos, basicamente, de uma 
parte ativa e de acessórios complementares 
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Transformadores de Distribuição 
• Os transformadores são constituídos, basicamente, de 
uma parte ativa e de acessórios complementares 
 Parte Ativa: 
 Compreende as bobinas (enrolamentos do primário e 
do secundário) e o núcleo ferromagnético. 
 Os enrolamentos são constituídos de fios de cobre, de 
seção retangular ou circular, isolados com esmalte ou 
papel 
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Transformadores de Distribuição 
 Parte Ativa: 
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Transformadores de Distribuição 
 Parte Ativa: 
 Os enrolamentos de BT e AT normalmente são 
concêntricos, nos quais a BT ocupa a parte interna e a 
AT a parte externa 
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Transformadores de Distribuição 
 Parte Ativa: 
 o núcleo é constituído de lâminas de material 
ferromagnético, contendo em sua composição o silício, 
que possui excelentes características de magnetização 
(temporário), baixas perdas por histerese e por mudança 
de temperatura. 
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Transformadores de Distribuição 
 Parte Ativa: 
 As lâminas são empilhadas, isoladas entre si e do núcleo, 
para minimizar a ação das correntes parasitas provenientes 
da variação de fluxo ocorridos sobre o material, que é 
condutor. 
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Transformadores de Distribuição 
 Acessórios Complementares: 
 Tanque: Invólucro da parte ativa e do líquido isolante. Nele 
encontramos os suportes para fixação em postes, os 
ganchos e os olhais de suspensão, a tampa de inspeção, o 
conector de aterramento, os fios de passagem das buchas, a 
placa de identificação, os radiadores, os dispositivos de 
drenagem, a amostragem do líquido isolante, o visor de 
nível do óleo, 
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Transformadores de Distribuição 
 Acessórios Complementares: 
 Buchas: Dispositivos que permitem a passagem dos 
condutores constituintes dos enrolamentos para o meio 
externo (redes elétricas). São constituídos de corpo isolante 
(porcelana), condutor passante (cobre ou latão), terminal 
(bronze ou latão) e vedações (borracha e papelão); 
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Transformadores de Distribuição 
 Acessórios Complementares: 
 Buchas: 
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Transformadores de Distribuição 
 Radiadores: o calor gerado na parte ativa se 
propaga pelo óleo, sendo dissipado na tampa e 
nas laterais do tanque. Em casos especiais 
(potência elevada e ventilação insuficiente) os 
transformadores são munidos de radiadores (que 
aumentam a área de dissipação) ou podem ser 
adaptados com ventilação forçada; 
Acessórios Complementares: 
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Transformadores de Distribuição 
 Acessórios Complementares: 
 Radiadores- CUNP/ICET/EE - Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica - 2/2014 
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Transformadores de Distribuição 
Acessórios Complementares: 
 Comutador: dispositivo mecânico que permite 
variar o número de espiras dos enrolamentos de 
alta tensão. Sua finalidade é corrigir o desnível 
de tensão existente nas redes de distribuição 
devido à queda de tensão ocorrida ao longo das 
mesmas. 
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Transformadores de Distribuição 
 Acessórios Complementares: 
 Comutador 
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Transformadores de Distribuição 
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Transformadores de Distribuição 
• Quanto ao número de fases da alimentação os 
transformadores podem ser classificados em 
monofásicos (monobuchas), bifásicos e 
trifásicos 
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Transformadores de Distribuição 
• Monofásicos: são aqueles construídos para serem instalados 
em sistemas de distribuição rural, caracterizados por 
monofilar com retorno por terra. Operam com o terminal 
primário ligado a fase e o outro ligado a terra. São de baixo 
custo a apresentam potências baixas; 
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Transformadores de Distribuição 
• Bifásicos: também são empregados em sistemas rurais, 
necessitando de duas fases de alimentação; 
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Transformadores de Distribuição 
• Trifásicos: são os mais empregados, tanto nos sistemas de 
transmissão e distribuição de energia elétrica como nas 
indústrias. Necessitam de três fases de alimentação. 
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Transformadores de Distribuição 
• Para adequar a tensão primária do transformador à 
tensão de alimentação, o enrolamento primário 
normalmente é dotado de derivações (taps), que 
podem ser escolhidas mediante a utilização de um 
painel de ligações ou comutador, conforme projeto e 
tipo construtivo, instalados junto à parte ativa, 
dentro do tanque. 
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Transformadores de Distribuição 
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Operação em paralelo de transformadores 
• A operação em paralelo de transformadores se faz 
necessária em duas situações principais quando: 
a) For necessário aumentar a carga de 
determinada instalação sem modificação 
profunda no layout da mesma; 
b) Prevermos pane em um dos transformadores, 
quisermos continuar operando o sistema, 
mesmo à carga reduzida. 
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Operação em paralelo de transformadores 
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Operação em paralelo de transformadores 
• Dois transformadores operam em paralelo, quando estão 
ligados ao mesmo sistema de rede, tanto no primário 
quanto no secundário (paralelismo de rede e barramento, 
respectivamente). 
• Para a operação satisfatórias de dois transformadores em 
paralelo, devem ser observadas as condições seguintes: 
 Diagramas vetoriais com mesmo deslocamento angular; 
 Relações de Transformação idênticas inclusive derivações; 
 Impedância. 
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Operação em paralelo de transformadores 
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Para-raios 
• As linhas de transmissão e redes aéreas de 
distribuição urbanas e rurais são extremamente 
vulneráveis as descargas atmosféricas que, em 
determinadas condições, podem provocar 
sobretensões elevadas no sistema 
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Para-raios 
• Equipamentos apropriados que reduzem o nível de 
sobretensão a valores compatíveis com a suportabilidade 
destes sistemas. Estes equipamentos denominam-se para-
raios; 
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Para-raios 
• Terminal superior conectado a uma fase, sendo o 
terminal inferior conectado ao sistema de 
aterramento 
• Ao receber um valor de tensão superior ao projetado 
(descarga atmosférica por exemplo), o para-raios 
forma um caminho de baixa impedância a terra, 
descarregando a sobretensão existente, protegendo 
os equipamentos do circuito; 
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Para-raios 
• O desligador automático do para-raios funciona pela 
detonação de uma cápsula, provocada pela circulação de 
correntes de curto-circuito por meio do mesmo (às quais 
corresponde à falha do para-raios)quebrando o seu invólucro e 
desligando a conexão de aterramento do para-raios, de 
maneira que o para-raios danificado seja desligado do sistema 
e este possa continuar operando. 
• O desligador é também um dispositivo de sinalização da falha, 
indicando a necessidade de substituição do para-raios. 
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Para-raios 
Varistores de Oxido Metálicos 
• Para a escolha de um para-raios devemos especificar: 
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Para-raios 
• Para a escolha de um para-raios devemos 
especificar: 
 Tensão nominal; 
 Corrente de descarga nominal; 
 Alta ou Baixa Tensão; 
 Corpo de porcelana ou polimérico; 
 Outros; 
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Para-raios 
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Transformadores no SEP: 
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