Aula 8 Máquinas Elétricas

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Máquinas Elétricas
AULA 8 - Transformadores Trifásicos 
Prof. Marcelo Hilário Silveira
marcelo.silveira@etep.edu.br
Objetivos:
Aluno deverá conhecer transformadores trifásicos para aplicações industriais.
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O SISTEMA TRIFÁSICO
Trifásico em Estrela (Y)
~
Va(t)
~
Vb(t)
~
Vc(t)
Redesenhado na forma:
4
Trifásico em Delta (D)
(continuação)
A tensão sobre a bobina é a mesma tensão entre os terminais do gerador
5
Transformadores Trifásicos
O transformador trifásico é utilizado em grande escala nos sistemas de transmissão, distribuição e na indústria em geral.
 
Após a geração de energia os transformadores trifásicos são utilizados para elevar a tensão nos pontos iniciais das linhas de transmissão com a subseqüente utilização para a redução das tensões para a distribuição e utilização final da energia elétrica trifásica.
Transformadores Trifásicos
Para aplicação industrial poderemos ter até quatro níveis de tensão, da seguinte forma:
 
Subestações de entrada:
Primário = 72,5 kV e 138 kV
Secundário = 36,2 kV, 24,2 kV ou 13,8 kV
 
Subestações de distribuição:
Primário = 36,2 kV - 24,2 kV ou 13,8 kV
Secundário = 440/254 V, 380/220 V ou 220/127 V
Transformadores Trifásicos
Ligação em transformadores trifásicos
Os transformadores trifásicos geralmente recebem identificação nos terminais de alta tensão iniciando com a letra “H” e os terminais de baixa tensão recebem identificação iniciando com a letra “X”. A identificação das fases é normalizada da seguinte forma:
 
Fase R → (1;4) e (7;10);
Fase S → (2;5) e (8;11);
Fase T → (3;6) e (9;12).
Transformadores Trifásicos
Construção
 
Podemos definir um transformador trifásico como um grupo com três transformadores monofásicos no qual os três primários e os três secundários estarão operando simultaneamente.
 
Um aspecto muito importante para garantir o correto funcionamento do transformador é uma boa eficiência na dissipação do calor gerado pelo mesmo. 
Os enrolamentos estão submersos em óleo isolante que melhoram a condução de calor e em contato com as aletas aumentam a eficiência do sistema de dissipação, em transformadores de menores potências os enrolamentos estão em contato direto com o ar.
Transformadores Trifásicos
Sendo o transformador trifásico é constituído de pelo menos três enrolamentos no primário e três enrolamentos no secundário, os enrolamentos podem estar conectados tanto em Y (estrela) quanto em Δ (triângulo ou delta). 
A ligação em Y ou Δ dos enrolamentos é estabelecida através da conexão dos seus terminais.
Temos então 4 ligações possíveis para os transformadores trifásicos:
 Y – Y
 ∆ - ∆
 Y - ∆
 ∆ - Y
Transformadores Trifásicos
Os transformadores trifásicos são normalmente construídos de duas maneiras: em banco ou mononuclear.
 
Um banco é constituído por três transformadores monofásicos idênticos, sendo que os respectivos enrolamentos primários, bem como os respectivos enrolamentos secundários, podem estar conectados em Y ou em Δ.
Transformadores Trifásicos
Relações de transformação em transformadores trifásicos
 
Ligação Y-Y ou Δ- Δ
Transformadores Trifásicos
Relações de transformação em transformadores trifásicos
 
Ligação Y – Δ
Transformadores Trifásicos
Relações de transformação em transformadores trifásicos
 
Ligação Δ – Y
EXEMPLOS
Dispõe-se de uma rede elétrica trifásica 6,6 kV e de três transformadores monofásicos 3800/220 V. Desenhe um diagrama elétrico, indicando as ligações dos transformadores à rede elétrica em conexão Y-Δ. Obtenha as magnitudes de todas as tensões e correntes e a relação de transformação, considerando a potência de 10kVA para o banco trifásico. Indique estes valores no diagrama elétrico.
Especifique a potência e as magnitudes das tensões em cada transformador monofásico que deverá compor um banco trifásico 13800/220 V, 18 kVA, com ligação Y no lado de alta tensão e ligação Δ no lado de baixa tensão.
Transformadores Trifásicos
Um transformador trifásico mononuclear é constituído de apenas um núcleo de material ferromagnético sobre onde são colocados os enrolamentos primários e secundários idênticos conectados em Y ou Δ.
Transformadores Trifásicos
Placa de identificação
As principais características dos equipamentos elétricos estão contidas na placa de identificação. As informações que deverão constar na placa de identificação são importantes para a correta manutenção, instalação e manobra do equipamento e são normalizadas pela NBR 5356.
Transformadores Trifásicos
Graus de proteção do transformador
 
Conforme as condições e características do local em que será instalado o equipamento elétrico e de sua acessibilidade, deve ser determinado o grau de proteção.
 
Os graus de proteção para equipamentos elétricos são definidos pela NBR 6146 por meio das letras características IP, seguidas por dois algarismos.
Transformadores Trifásicos
 
Sabendo que uma fonte trifásica fornece 127V em cada linha, calcule o valor da tensão de fase de uma carga trifásica ligada em Y. Sabendo que a carga é uma resistência de 1000 ohms, calcule o valor da corrente de fase.
Calcule a corrente e a tensão no secundário de um transformador trifásico ligado em Y – Δ. A tensão no primário é 13,8kV e a corrente é de 50A. A relação de espiras é N1=10000 e N2=31.
Determine o grau de proteção dos transformadores com as seguintes indicações:
- IP44 , IP54, IP55 e IP65
Qual é a importância do transformador para o Sistema Elétrico de Potência? Por que a energia deve ser transmitida em alta tensão?
Qual a tensão de fase de uma ligação em Y com 380V de tensão de linha? Desenhe o esquema deste tipo de ligação demonstrando onde podemos encontrar essas tensões.
Determine o número de espiras do primário de um transformador com 180 espiras no secundário e relação de transformação de 120/12V.
Para uma carga de 800W, determine as correntes nos enrolamentos do transformador citado no exemplo anterior.
5.	Calcule a corrente no primário de um transformador trifásico ligado em Δ – Y. A tensão no primário é 36,2KV e no secundário é 138kV. A corrente no secundário é 25A. 
6.	Um transformador tem a seguinte característica: 220/110 V. Sendo alimentado no lado de 220v,responda as seguintes questões:
	a) o transformador é redutor ou elevador?
	b) Sendo a bobina referente às 110V com 200 espiras, indique o número de espiras da bobina do primário.
	c) Calcule a sua relação de transformação.
Exercícios
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