Aula 5 - Distribuição

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TRANSFORMADORES 
• Equipamento de operação estática por meio indução eletromagnética
• Transferência de energia de um circuito primário, para um ou mais circuitos, 
denominados, secundários e terciário.
• Frequência constante
• Diferentes níveis de tensão e corrente
• Construção Monofásica e Trifásica
• Quando projetados monofasicamente, normalmente são utilizados em banco de 
transformadores
TRANSFORMADORES
• Parte de ativa: conjunto formado pelos enrolamentos, primário e secundário
• Conjunto mecanicamente rígido, capaz de suportar condições adversas de 
funcionamento
TRANSFORMADORES
• Núcleo: material ferromagnético (Fe-Si), com boas características de magnetização e 
baixas perdas
• Gerar Fluxo Magnético
• Para evitar as correntes parasitas, 
o núcleo ao invés de uma peça maciça
é construído por um empilhamentos de
chapas finas
TRANSFORMADORES
Comutadores:
• Adequação da tensão primária à tensão da rede 
(regulação)
• À Vazio ou Sob Carga
• Única peça móvel do transformador
• Operado remotamente no caso de 
trafos de força e manualmente em trafos
de distribuição
TRANSFORMADORES
Enrolamentos:
• Condutores Cu ou Al isolados em verniz, esmalte, papel especial formando 
bobinas
• Montados concentricamente ao redor do núcleo, em camadas de bobina e papel 
separados por espaçadores (que também dão sustentação mecânica), 
permitindo circulação de óleo.
Projeto de Transformadores
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Deve ser levado em conta vários fatores
• Construção dos enrolamentos: bobina
única ou em panquecas
• Tipo de Núcleo: envolvido ou envolvente
• Tipo de Comutador
• Número de Fases / Tipo de Ligação
• Refrigeração
• Acessórios (sensores, relés de proteção, 
válvulas, buchas, etc)
• Óleo Isolante
• Dimensionamento do núcleo relacionado
com o número de espiras
• Nível de isolamento
Característica única para cada projeto
Parte ativa de transformador
BUCHAS DE ALTA TENSÃO
“Peça ou estrutura de material isolante, que
assegura a passagem isolada de um condutor
através de uma parede não isolante”. (NBR 5034)
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Esquema de bucha
➢ Buchas sólidas (Não-Capacitivas)
➢ Buchas Condensivas (Capacitivas)
➢ Construídas com camadas condutoras e 
camadas isolantes
➢Melhor distribuição do Campo Elétrico
melhorando a isolação e diminuindo o tamanho
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Construção de 
bucha
condensiva
Distribuição de 
campo elétrico
em bucha
➢ As capacitâncias formam um divisor 
capacitivo formado por C1 e C2
➢ Derivação capacitiva
ou tap capacitivo como
acesso a enrolamento
do transformador
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Vfase
CC
C
Vtap .
21
1
+
=
Bucha
condensiv
a em vista 
superior e 
frontal
Exemplo de 
tap 
capacitivo
LÍQUIDO DE ISOLAÇÃO E REFRIGERAÇÃO
• Os transformadores de distribuição, com tensão acima de 1,2kV, são construídos de
maneira a trabalhar imersos em óleos isolantes.
• Os óleos isolantes possuem dupla finalidade: garantir isolação entre os componentes
do transformador e dissipar para o exterior o calor gerado nos enrolamentos e no
núcleo.
• Para que o óleo possa cumprir satisfatoriamente as duas condições acima, deve ser
perfeitamente livre de umidade e outras impurezas para garantir seu alto poder
dielétrico. 
VLÍQUIDO DE ISOLAÇÃO E REFRIGERAÇÃO
• Os óleos mais utilizados em transformadores são os minerais, que são obtidos da
refinação do petróleo. Sendo que o de base paranífica (tipo B), trafos abaixo de 145 
kV, e o de base naftênica (tipo A), trafos acima de 145 kV.
• Existem também, fluídos isolantes à base de silicone, recomendados para áreas de
alto grau de segurança. Ao contrário dos óleos minerais, este tipo de fluido possui
baixa inflamabilidade, reduzindo sensivelmente uma eventual programação de
incêndio. É usado também o óleo Rtemp que é um óleo mineral de alto ponto de
fulgor com características semelhantes ao silicone. 
As características ideais desejáveis para um fluído isolante a ser utilizado em 
equipamentos elétricos decorrem das funções que lhe são exigidas, ou seja:
· Boa característica dielétrica (Baixo fator de dissipação);
· Alta condutividade térmica;
· Viscosidade adequada;
· Boa estabilidade química/térmica e elétrica;
· Absorção de Gases;
· Fluidez a baixas temperaturas; 
· Boa volatilidade;
· Alto ponto de fulgor;
· Baixo poder solvente;
· Extinção de arco;
· Não inflamável;
· Não tóxico;
· Biodegradável;
· Baixo custo;
· Facilmente encontrável 
Características Físico-Químicas de Óleos Isolantes
· Teor de Água
Um baixo teor de água é necessário á obtenção e manutenção de uma rigidez dielétrica e perdas 
dielétricas em níveis aceitáveis, 
· Ponto de Fulgor
É a temperatura mais baixa na qual os vapores do óleo formam uma mistura inflamável com o ar.
· Tensão Interfacial
É a força necessária à ruptura da película de óleo existente numa interface óleo/água. Para os óleos 
em serviço, um valor reduzido de tensão interfacial significa a presença de contaminantes, produtos 
de oxidação → Falha no isolamento
· Número de Neutralização
É uma medida da quantidade de materiais ácidos presentes. Quando os óleos envelhecem, em 
serviço, a acidez e, portanto, o número de neutralização aumenta. Um elevado número de 
neutralização significa que o óleo se oxidou ou que foi contaminado por vernizes, tintas ou outro 
material estranho. O índice de basicidade (alcalinidade) resulta de um contaminante alcalino no óleo.
· Densidade
É a relação dos pesos de iguais volumes de óleo e água. Tem limitado valor na 
determinação da qualidade de um óleo para fins de aplicações elétricas. 
· Rigidez Dielétrica
É a tensão mínima na qual se forma um arco voltaico em um óleo. Um baixo valor 
para a tensão de ruptura dielétrica geralmente serve para indicar a presença, no 
óleo, de contaminantes, tais como água, sujeiras ou partículas condutoras.
· Fator de Potência
É o cosseno do ângulo de fase entre a tensão senoidal aplicada ao óleo e a corrente 
resultante. O fator de potência indica a perda dielétrica de um óleo. Um alto fator de 
potência é uma indicação de presença de contaminantes ou de produtos de 
deterioração, tais como: umidade, carbono ou matéria condutora, sabões metálicos 
e produtos de oxidação. 
ENSAIOS FÍSICO-QUÍMICOS
• Exemplo de valores especificados para ensaios físico-químicos
• Todos os transformadores sofrem com a tensão elétrica e térmica sobre os 
materiais isolantes ao longo do tempo. À medida que o estresse aumenta, a 
degradação dos óleos isolantes pode resultar em falhas do transformador.
• Monitorar os níveis de gás dissolvido em amotras de óleo do transformador é uma 
útil e confiável ferramenta de manutenção para assegurar
• Dentre as técnicas de diagnóstico, a Análise de Gases Dissolvidos em Óleo 
Mineral Isolante, a AGD através da cromatografia gasosa, corresponde a uma das 
ferramentas mais confiáveis e já consagradas na avaliação das condições 
operativas de equipamentos de potência.
• Os óleos isolantes do transformador são feitos a partir de diferentes tipos de 
moléculas de hidrocarbonetos. Durante sua decomposição, há reações químicas 
entre essas moléculas, as quais resultam na formação de vários gases. Entre os 
gases liberados no óleo estão incluídos: acetileno (C2H2), etileno (C2H4), 
monóxido de carbono (CO), hidrogênio (H2), dióxido de carbono (CO2), metano 
(CH4), etano (C2H6), oxigênio (O2), azoto (N2)
TRANSFORMADORES DE DISTRIBUIÇÃO
• Desempenham papel fundamental nos sistemas de distribuição, tanto no 
suprimento da rede de media tensão, quanto no suprimento na rede de baixa 
tensão
Nota-se, no entanto, que as tensões são definidas pelas concessionáriasNíveis de Isolamento para 
transformadores até 242 kV
• Para potências superiores a 3 MVA não se recomenda 
baixar a tensão diretamente para tensão de uso, pois os 
mesmos tornam-se muito caros devido as altas correntes
• Recomenda-se baixar para uma média tensão (ou seja, 6,9 
kV; 4,16 kV ou 2,4 kV) e próximo ao centro de carga 
rebaixar novamente para tensão de uso
• Níveis de tensão secundária (Brasil)
• 380 / 220 V → requer seções menores dos condutores para uma 
mesma potência
• 220 / 127 V →mais segura em relação à contatos acidentais