Slide - Eletricista - Computação de TAP em transformadores

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COMUTAÇÃO DE TAP EM TRABSFORMADORES DE DISTRIBUIÇÃO 
Conforme MODULO 8 do Prodist (Qualidade de Energia), Resolução Normativa 767/2017, Revisão 
9, “Estabelece os procedimentos relativos à qualidade da energia elétrica - QEE, abordando a qualidade 
do produto e a qualidade do serviço”. 
ANEXO I: Faixas de Classificação de Tensões – Tensões de Regime Permanente 
Pág 42/84 
SISTEMA TRIFÁSICO 
 
 
SISTEMA MONOFÁSICO 
 
 
DRP: Tensão Precária. 
DRC: Tensão Critica. 
 
 
ANEEL possui o mesmo Níveis de Tensão – para os alimentadores para definição de QUASE CRÍTICOS 
E CRÍTICOS. 
CONFORME GRÁFICO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13,8 14,36 13,18 12,76 12,38
23,1
24,05
22,06 21,34 21,18
PADRÃO ÓTIMO BOM QUASE CRITICO CRÍTICO
MÉDIA TENSÃO.
kV1 kV2
TRANSFORMADOR 
Transformador é um equipamento de operação estática que por meio de indução eletromagnética 
transfere energia de um circuito, chamado primário, para um ou mais circuitos denominados, 
respectivamente, secundaria e terciário, sendo, no entanto, mantida a mesma frequência, porem com 
tensões e correntes diferentes. 
 
Um transformador é um dispositivo com a finalidade de transmitir energia elétrica ou potência de 
um circuito a outro, convertendo tensões, correntes ou de modificar os valores da impedância elétrica de 
um circuito. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseados nos princípios 
eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz. 
 
N1= Número de espiras no enrolamento primário. 
N2= Número de espiras no enrolamento secundário. 
U1= Tensão no primário 
U2 = Tensão no secundário. 
I1= corrente no primário. 
I2= corrente no secundário. 
Carga. 
O enrolamento primário é o que recebe a tensão alternada U1, fazendo que circule por este 
enrolamento uma Corrente Elétrica I1 alterada, que por sua vez dará condições ao surgimento de um fluxo 
magnético também alternado. 
A maior parte de fluxo ficará confinado ao núcleo, uma vez que é este o caminho de menor relutância. 
Este fluxo originara uma força eletromotriz (f.e.m) E1 no primário e E2 no secundário proporcionais ao 
número de espiras dos respectivos enrolamentos: 
RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO. 
A RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO É UM NÚMERO QUE RELACIONA O NÚMERO DE ESPIRAS, AS 
TENSÕES OU AS CORRENTES DO PRIMÁRIO E DO SECUNDÁRIO. 
RT: E1/E2 = N1/N2 = a 
a= Relação de transformação (RT) 
As tensões de entrada e saída U1 e U2 diferem muito pouco das F.e.m induzidas E1 e E2 para fins 
práticos podemos considerar. 
RT= (N1/N2) = V1/V2 = I2/I1. 
TRANSFORMADOR TRIFÁSICO 
Exemplo: Transformador Trifásico classe 15kV, Tensão de projeto 13,8kV, Potência aparente 75kva. 
V1=13800 V. 
V2= 380/220V. 
Corrente no Primário= IP= S (Potência Aparente) / (Tensão Nominal=13800 x Raiz de 3 (Tang. 60°) 
IP = S / (Vn x Raiz de 3) = 75000 / (13800 x 1,732....) = 3,13 A , ou seja, tensão nominal projetada. 
IS = S / (Vn x Raiz de 3) = 75000 / (380 x 1,732....) = 113,95 A , ou seja, tensão nominal projetada. 
PELO MÉTODO DE RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO 
RT= (V1)/(V2) = 13800 / 380 = 36,31. 
RT= V1/V2 = I2/I1. 
13800 (V1) / 380 (V2) = I2(?) / 3,13(I1) = 
(V1) * (I1) = (V2) * (I2) 
I2= (13800*3,13) / (380) = 
I2= 113,90 A 
Ou seja, 
RT = V1/V2 = I2/I1 
RT=36,31. 
RT = I2 / I1 = 
36,31*3,13= 113,9 A 
Situação de Trabalho TAP 2 (13,2kV): 
DIVIDIR A POTÊNCIA DO TRANSFORMADOR TRIFÁSICO E OU A SOMA DELES CASO HAJA MAIS DE 
UMA UNIDADE, POR 22,86 – (CLASSE 15kV). 
Exemplo: Um transformador de 30 kVA = 30 / 22,86 = 1,31 A. *Primário. 
 Um transformador de 45 kVA = 45 / 22,86 = 1,96 A. *Primário. 
 Um transformador de 75 kVA = 75 / 22,86 = 3,28 A. *Primário. 
 Um transformador de 112,5 kVA = 112,5 / 22,86 = 4,92 A. *Primário. 
 Um transformador de 150 kVA = 150 / 22,86 = 6,56 A. *Primário. 
A corrente nominal (In) é a corrente para a qual o enrolamento foi dimensionado, e cujo valor é 
obtido dividindo-se, a potência nominal do enrolamento pela sua tensão nominal e pelo fator de fase 
aplicável (1 para transformadores monofásicos e raiz de 3 para transformadores trifásicos). 
 
TRANSFORMADOR MONOFÁSICO 
Exemplo: Transformador Trifásico classe 15kV, Tensão de projeto 7,967kV, Potência aparente 15kva. 
V1=7967 V. 
V2= 440/220V. 
Corrente no Primário= IP= S (Potência Aparente) * Raiz de 3 / Vn 
IP = (15000 * 1,732...) / (13800) = 1,88 A, ou seja, na tensão nominal projetada. 
 
DIVIDIR A POTÊNCIA DO TRANSFORMADOR MONOFÁSICO E OU A SOMA DELES CASO HAJA MAIS 
DE UMA UNIDADE, POR 7,621 – (CLASSE 15kV). 
Exemplo: Um transformador de 15kVA = 15 / 7,621 = 1,96 A. *Primário. 
 Um transformador de 25 kVA = 25 / 7,621 = 3,28 A. *Primário. 
 Um transformador de 30 kVA = 30 / 7,621 = 3,93 A. *Primário. 
 Um transformador de 30 kVA = 37,5 / 7,621 = 4,92 A. *Primário. 
No transformador utiliza-se o comutador de derivações (TAPs), para manter a tensão secundária 
dentro de valores adequados. 
Tap’s são derivações de espiras em uma bobina. Portanto, ao mudar o TAP altera-se o número de 
espiras, mudando a relação de transformação e consequentemente a tensão secundária. 
 
 
 
 
PLACA DE IDENTIFICAÇÃO 
 
A placa de identificação, nos fornece a Potência em kVA, Tensões Nominais do Primário e Secundário, 
diagrama de ligações dos enrolamentos, e outras informações. 
Para adequar a tensão primária do transformador à tensão de alimentação, o enrolamento primário, 
normalmente o de TS, é dotado de derivações (taps), que podem ser escolhidos mediante a utilização de 
um painel de ligações ou comutador, conforme projeto e tipo construtivo, instalados junto à parte ativa, 
dentro do tanque. 
Este aparato, na maioria dos transformadores de baixa potência, deve ser manobrado com o 
transformador desconectado da rede de alimentação. Em geral o valor da tensão primária, indicada pela 
concessionária constitui o valor médio entre aqueles que efetivamente serão fornecidos durante o 
exercício. 
Derivação principal: Derivação a qual é referida a característica nominal do enrolamento, salvo 
indicação diferente à derivação principal é: 
1) No caso de número ímpar de derivações, a derivação central; 
2) No caso de número para de derivações, aquela das duas derivações centrais que se acha 
associada ao maior número de espiras efetivas do enrolamento; 
3) Caso a derivação determinada segundo ”a” ou “b” não seja de plena potência, a mais próxima 
derivação de plena potência. 
 
 
 
 
 
REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DE UM TRANSFORMADOR COM DERIVAÇÃO. 
 
Derivação superior: Derivação cujo fator de derivação é maior do que 1. 
Derivação inferior: Derivação cujo fator de derivação é menor do que 1. 
Degrau de derivação: Diferença entre os fatores de derivação, expressos em percentagem, de duas 
derivações adjacentes. 
Faixa de derivações: Faixa de derivação do fator de derivação, expresso em percentagem e referido 
ao valor 100. A faixa de derivações é expressa como segue: 
Se houver derivações superiores ou inferiores: 
+ a %, - b % ou + a % (quando a = b); 
Se houver somente derivações superiores: 
+ a %; 
Se houver somente derivações inferiores: 
- b %. 
 
 
 
 
COMUTADORES. 
Para acompanhar as variações de tensão, os transformadores de distribuição possuem um 
comutador que ofereça a possibilidade, dentro de certos limites, de variar o número de espiras que 
constituem o enrolamento primário. 
O comutador pode assumir duas formas: Tipo Painel e Linear, ser EXTERNO ou INTERNO. 
Modelo Painel. 
O painel é instalado imerso em óleo isolante e localizado acima das ferragens superiores de aperto 
do núcleo, num ângulo que varia de 20 a 30°, para evitar depósito de impurezas em sua superfície superior. 
A figura abaixo, mostra um comutador tipo painel de posições. Consta de chapa de fenolite a qual recebe 
dentro de determinada disposição, os terminais dos enrolamentos. Osparafusos que recebem estes 
terminais estão isolados desta chapa do painel por meio de buchas de porcelana ou epoxí para garantir a 
boa isolação entre eles. A conexão entre os parafusos é feita por pontes de ligação de formato adequado e 
fácil troca de posições, e tendo claro, um perfeito contato com o aperto das porcas. 
Só se usa comutador tipo painel para casos em que se tenha oito ou mais derivações, ou ainda no 
caso de transformadores religáveis 
 
Tipo Painel. 
Comutador Linear. 
Este tipo de comutador tem como principal vantagem a facilidade de operação, sendo sua manobra 
feita internamente por meio de um manípulo situado acima do nível do óleo, ou feita externamente. O 
acionamento externo é utilizado obrigatoriamente quando o transformador possui conservador de óleo, 
ou ainda quando o mesmo possui potência superior a 300 kVA. 
Há três tipos de comutadores lineares: 
a) COMUTADOR LINEAR 30 A: com número de posições inferior ou igual a 7. Há tanto com 
acionamento externo quanto interno, simples ou duplo. Usado normalmente até 500 kVA. 
b) COMUTADOR LINEAR 75 A: com as mesmas características do anterior, sendo que este é usado 
normalmente para TD de 750 kVA até 2500 kVA. 
c) COMUTADOR LINEAR 300 A: número de posições até 7. Acionamento externo. Usado para 
correntes superiores a 150A, normalmente para TD acima de 1500KVA. 
Todos os comutadores mencionados são para acionamento sem carga e sem tensão. 
 
Linear. 
Cuidados na execução da comutação de derivação (TAP). 
a) Executar todos os procedimentos de segurança para interação com rede elétrica; 
b) O dia deverá estar claro, seco e sem poeira; 
c) Ter conhecimento da derivação (TAP) ligada e a tensão atual (máxima e mínima do 
circuito); 
d) Saber a tensão desejada e a derivação (TAP) a ser ligada; 
e) Certificar-se, na placa de identificação do transformador, a existência da derivação (TAP) 
desejado; 
f) O eletricista deverá estar com as mãos e as ferramentas limpas e secas; 
g) Tomar máximo cuidado para não deixar cair objetos no interior do transformador 
(isqueiro, cigarros, arruela, porca, chave) 
h) Ao religador o TRANSFORMADOR cuidado, pois o mesmo poderá estar com defeito; 
 
 
COMO DETERMINAR A DERIVAÇÃO (TAP) ADEQUADA. 
 
1) Medir a tensão no secundário (V2inicial) e observar o período (Carga leve e Pesada). Caso a 
tensão for medida entre FASE e NEUTRO usar como referencia a respectiva tensão nominal 
entre FASE e NEUTRO (V2(ref)); 
2) Verificar a posição do comutador com sua respectiva derivação (TAP) ligada e a 
correspondente tensão nominal entre FASE e NEUTRO (V2(REF)); 
3) Calcular a Relação de Transformação da Derivação (TAP) ligada usando a expressão: 
 
RT ligada = V1(ligada) / V2(ref) 
4) Calcular a tensão no primário usando a expressão: 
V1(REDE) = V2(inicial) * RT ligada 
5) Mudar a posição do comutador para a derivação (TAP) com a tensão mais próxima 
(V1(nova)) da calculada no item 4; 
6) Calcular a relação de transformação com nova derivação (TAP); 
RT Nova = V1(Nova) / V2(ref) 
7) Calcular a nova tensão do secundário usando a expressão: 
V2(nova) = V1 (REDE) / RT (NOVA) 
8) Medir a tensão e compara com a tensão calculada no item acima: 
 
EXEMPLO 
1) TENSÃO MEDIDA NA BUCHA DE BT= 208V; 
2) DERIVAÇÃO (TAP) LIGADA POSIÇÃO 1 V1 (13800V) 
3) RT ligada = V1(ligada) / V2(ref) = 13800/220= 62,727. 
4) V1(REDE) = V2(inicial) * RT ligada = 208 * 62,727 = 13.047,2V 
5) A derivação mais próxima é POSIÇÃO 2 V2 (13200V) 
6) RT Nova = V1(Nova) / V2(ref) = 13200 / 220 = 60,00. 
7) V2(nova) = V1 (REDE) / RT (NOVA) = 13.047,2V / 60 = 217,45V. 
 
Referenciais. 
Weg TRANSFORMADORES;