Transformadores

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Generalidades
Escola Superior de Tecnologia
de Viseu

Transformador
Transformador
elementar fluxo magnético
elementar

I1

Transformadores

Utilizam-se nas redes eléctricas
Utilizamelé
para converter um sistema de
tensões (mono - trifásico) em
tensões
trifá
outro de igual frequência mas com
maior ou menor tensão

I2

U1

U2

Potentrada≅Potênciasaída
Pot
saíSecundário

Primário

Núcleo de chapa
magnética isolada

Departamento de Engenharia Electrotécnica
Departamento de Engenharia Electrotécnica

A conversão realiza-se
realizapraticamente sem perdas

Transformador elevador: U2>U1, I2 60 kV

O isolamento entre enrolamentos realiza-se deixando
realizaespaços de ar ou de óleo entre eles.
espaç
A forma dos enrolamentos é normalmente circular.O núcleo está sempre ligado à terra. Para evitar elevados

está
gradientes de potencial, coloca-se o enrolamento de baixa
colocatensão junto ao núcleo.


1

Aspectos construtivos:
enrolamentos e isolamento

Aspectos constructivos:
constructivos:
enrolamentos e isolamento
Catálogos comerciais
Catá

Isolante

Colocação de enrolamentos
Colocaç
Colocação

Primário
PrimáPrimário
Secundário
Secundá
Secundário

Estrutura dos
enrolamentos
no
transformador
monofásico
monofá
monofásico

Secundário
Secundá
Secundário

Catálogos comerciais
Catá

Primário
Primá
Primário

Núcleo com 2 colunas
Núcleo

Núcleo com 3 colunas
Núcleo

Isolante
Primário
Primá
Primário
Primário
Primá
Primário

Secundário
Secundá
Secundário

SecundárioSecundá
Secundário

Concêntrico

Isolante

Alternado

Aspectos construtivos:
refrigeração
refrigeração

© Transformadores de potência medida... E. Ras Oliva

Construção do núcleo:
Construç
Construção do nú
núcleo:
chapas magnéticas
magné
magnéticas

1 Núcleo
1’ Aperta-culassas
Aperta2 Enrolamentos
3 Cuba
4 Ondulado de
refrigeração
refrigeraç
5 Óleo
6 Depósito expansãoDepó
7 isoladores (BT e AT)
8 Junta
9 Ligações
Ligaç
10 Nível de óleo
11 - 12 Termómetro
Termó
13 - 14 Torneira de vazio
15 Comutador de tensões
16 Relé Buchholz
Relé
17 Cavilha de elevação
elevaç
18 Extractor de ar
19 Tampa
20 Ligação à terra
20 ga ão terra

Aspectos construtivos:
transformadores trifásicos
trifásicos
Catálogos comerciais
Catá

Transformadores
em banhode Óleo

2

Aspectos construtivos:
transformadores trifásicos
trifásicos

Aspectos construtivos:
transformadores trifásicos
trifásicos

Catálogos comerciais
Catá

2500 kVA
2500 kVA
Banho de óleo
Banho de óleo

5000 kVA
5000 kVA
Banho de óleo
Banho de óleo

1250 kVA
1250 kVA
Banho de óleo
Banho de óleo

OFAF

Catálogos comerciais
Catá

Transformador
secoAspectos construtivos:
transformadores trifásicos
trifásicos
Catálogos comerciais
Catá

Seco

10 MVA
10 MVA
Selado com N2
Selado com N2

10 MVA
10 MVA
Selado com N2
Selado com N2

Principio de funcionamento
(vazio)
Transformador
em vazio

φ (t)

Lei das Tensões de
Kirchoff no primário:
primá

I0(t)
0

I2(t)=0
2

e1(t)
1

U1(t)
1

e2(t)
2

U1ef = E1ef =U1ef = E1ef =
F.e.m.
eficaz
Catálogos comerciais
Catá

Banho de óleo

Secções de transformadores
Secç
secos e em óleo

U1(t ) = −e1(t ) = N1 ⋅⋅
U1(t ) = −e1(t ) = N1

U2(t)
2

O fluxo é
sinusoidal

R enrolamentos=0
R enrolamentos=0

dφ(t )
dφ(t )
dt
dt

φ(t ) = φm ⋅⋅ Senωt
φ(t ) = φm Senωt

U1(t ) = Um ⋅⋅ Cosωt = N1 ⋅⋅ φm ⋅⋅ ω ⋅⋅ Cosωt
U1(t ) = Um Cosωt = N1 φm ωCosωt

1
1
⋅⋅ 2πf ⋅⋅N1 ⋅⋅ φm = 4 ,,44 ⋅⋅ f ⋅⋅N1 ⋅⋅ φm
2πf N1 φm = 4 44 f N1 φm
2
2

E1ef = 4 ,,44 ⋅⋅ f ⋅⋅N1 ⋅⋅ S ⋅⋅ Bm
E1ef = 4 44 f N1 S Bm

A tensão aplicada
determina o fluxo
máximo da máquina


U1(t ) + e1(t ) = 0
U1(t ) + e1(t ) = 0

Lei de Lenz:
Lenz:

rt =

Tensão
eficaz

Um = N1 ⋅⋅ 2πf ⋅⋅ φm
Um = N1 2πf φm

Repetindo o processo
para o secundário
secundá...
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