Refrigeracao de transformadores

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Everton Fornari marin

REFRIGERAÇÃO DE TRANSFORMADORES

pato branco
2012
INTRODUÇÃO

Transformadores de potência são equipamentos cujo princípio básico de funcionamento ocorre por meio da conversão de diferentes níveis de tensão entre a fonte, ligada ao primário, e a carga alimentada, ligada ao secundário. Sãoformados por vários dispositivos e dependem da interação entre esses componentes para um perfeito funcionamento. No entanto, como em qualquer outro tipo de máquina elétrica, podem ocorrer perdas na forma de calor e que contribuem para o aquecimento das máquinas (BECHARA, 2010).
Para evitar que se atinjam temperaturas elevadas, que possam comprometer o isolamento dos enrolamentos, é preciso dotar otransformador de um sistema de refrigeração adequado. Com o aumento das perdas do transformador, o número e o tamanho dos radiadores necessários para resfriar o óleo aumenta. Eventualmente, um ponto é atingido no qual o ar e a convecção natural não são suficientes para eliminar o calor, e, com isso, torna-se necessário forçar, com motores, a passagem de ar através dos radiadores (NOGUEIRA &ALVES, 2009).
Conforme a circulação do fluído refrigerante seja feita por convecção natural ou forçada (impulsionada por uma bomba) fala-se em refrigeração natural (N) ou forçada (F).
Da mesma forma que a capacidade de resfriamento é aumentada pelo uso do ar forçado, a capacidade de carregamento do transformador também é aumentada, podendo chegar a 125%, ou até mesmo 130% da potência nominal. Aoconectar mais carga ao transformador, pode ser atingia uma situação em que a temperatura interna do equipamento seja a máxima suportável. Neste caso, desejando-se aumentar o carregamento, a solução é aumentar a velocidade do óleo, bombeando-o com bombas localizadas na parte inferior dos radiadores (NOGUEIRA & ALVES, 2009).

PRINCIPAIS MEIOS REFRIGERANTES

Os principais meios derefrigeração são o ar, água e o óleo mineral, onde o uso do óleo e de outros líquidos justifica-se pelas melhores características técnicas e elétricas do material, como rigidez elétrica, condutividade térmica e maior calor específico, evitando, assim, a oxidação dos materiais através de uma maior capacidade de armazenamento térmico (ARANA, 2007). Assim os dois principais meios de refrigeração detransformadores são a seco e em líquido isolante, conforme descrição:
* Transformador a seco (figura 01) é o transformador cujo núcleo e enrolamento estão envoltos e refrigerados pelo ar do ambiente. Dentro desse grupo estão todos os pequenos transformadores e os de baixa potência nos quais a troca de calor é feita com o ar. Para os transformadores desse grupo que necessitarem de maior refrigeração, usam-seventiladores que forçam a circulação do ar.

Figura 01. Transformador com refrigeração a seco.

* Transformador em líquido isolante (figura 02) é o transformador cujo núcleo e enrolamento são imersos em líquido isolante. Esse líquido exerce duas funções: isolação e resfriamento, pois transfere para as paredes do tanque o calor produzido. Os transformadores que necessitam desse tipo deresfriamento são os trifásicos de grande potência, usados na rede de distribuição de energia elétrica.

Figura 0 [ 2 ]. Transformador com refrigeração a óleo.

A refrigeração, quando feita através de cubas ou tanques, que imergem os transformadores em óleo, elimina o calor por convecção e irradiação, sendo que a refrigeração exterior da cuba pode ser feita de forma natural ou forçada, através deventiladores. O óleo propriamente dito também pode ter uma circulação forçada através de uma bomba, onde a refrigeração é feita através de um permutador de calor óleo-água (BATISTA, 2005).
As normas classificam os sistemas de refrigeração dos transformadores segundo o refrigerante primário (em contato com partes ativas) e secundário (utilizado para arrefecer o primário).

CLASSIFICAÇÃO DOS...
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