Descrição de transformadores elétricos e seus tipos.

1. CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
MÁQUINAS E INSTALAÇÕES ELÉTRICAS NA INDUSTRIA DO PETRÓLEO E GÁS
Transformadores
AMAURI ALVES DAMASCENO

2. 1. INTRODUÇÃO ….......................................................................................................................... 02
2. TIPOS DE TRANSFORMADORES…...................................................................................................... 02
2.1 Transformadores a Óleo .................................................................................................................. 02
2.2 Transformador de Pedestal a óleo................................................................................................... 03
2.3 Transformador de Distribuição.........................................................................................................03
2.4 Transformador de Força...................................................................................................................04
2.5 Transformadores a Seco .................................................................................................................04
3. NORMAS PERTINENTES....................................................................................................................... 05
4.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................................................................... 06

3. 1. Introdução
Transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um
circuito à outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores das impedâncias elétricas de
um circuito elétrico. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseado nos princípios
eletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz. O transformador consiste de duas ou mais bobinas ou
enrolamentos e um "caminho", ou circuito magnético, que "acopla" essas bobinas.
Há uma variedade de transformadores com diferentes tipos de circuito, mas todos operam sobre
o mesmo princípio de indução eletromagnética. No caso dos transformadores de dois enrolamentos, é
comum denominá-los como enrolamento primário e secundário, existem transfomadores de três
enrolamentos sendo que o terceiro é chamado de terciário. Existe também um tipo de transformador
denominado Autotransformador, no qual o enrolamento secundário possui uma conexão elétrica com o
enrolamento do primário. Transformadores de potência são destinados primariamente à transformação da
tensão e das correntes operando com altos valores de potência, de forma a elevar o valor da tensão e
conseqüentemente reduzir o valor da corrente. Este procedimento é utilizado pois ao se reduzir os valores das
correntes, reduz-se as perdas por efeito Joule nos condutores.
O transformador é constituído de um núcleo de material ferromagnético, como aço, a fim de produzir
um caminho de baixa relutância para o fluxo gerado. Geralmente o núcleo de aço dos transformadores é
laminado para reduzir a indução de correntes parasitas ou de corrente de Foucault no próprio núcleo, já que
essas correntes contribuem para o surgimento de perdas por aquecimento devido ao efeito Joule. Em geral
utiliza-se aço-silício com o intuito de se aumentar a resistividade e diminuir ainda mais essas correntes
parasitas. Transformadores também podem ser utilizados para o casamento de impedâncias, que consiste em
modificar o valor da impedância vista pelo lado primário do transformador, são em geral de baixa
potência. Há outros tipos de transformadores, alguns com núcleo
ferromagnético, outros sem núcleo, ditos transformadores com núcleo de ar, e ainda aqueles com
núcleo de ferrite.
2. Tipos de Transformadores
2.1 Transformador a Óleo
Transformadores de óleo principalmente usam base mineral
petróleo e celulose papel (Kraft ou aramida) em seus sistemas de
isolamento. Esta comprovada combinação apresenta excelentes
propriedades térmicas e dielétricas, a um custo relativamente baixo.
Tão popular e eficaz são estas unidades, transformador de todos os
outros projetos são julgadas em relação aos mesmos. Eles são ainda
inigualáveis em termos de custo, entre todas as opções disponíveis
de aquisição. A fraqueza inerente de um transformador cheio de óleo
mineral, é claro, a inflamabilidade; qual é porque os transformadores
de óleo são geralmente restritos a instalações ao ar livre, ou
instalações internas que têm de elaborados meios de proteção contra
incêndios.
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4. 2.2 Transformador de Pedestal a Óleo (Pad Mounted)
Transformador selado desenvolvido para aplicações onde o
espaço fisico é insuficiente para a instalação de uma subestação
obrigada convencional. A compactação aliada a proteções integradas
é a sua principal característica, sendo próprio para instalações ao
tempo ou subterrâneas. Esse equipamento é montado sobre uma base
de concreto, com compartimento blindado para as conexões de alta a
baixa tensões, tendo a aparencia externa de uma mni-subestação.
Oferece segurança quanto a contatos acidentais de pessoas
e/ou animais, pois as partes energizadas são protegidas, fazendo com
que somente pessoas autorizadas tenham acesso aos sistemas de
comando e proteção. Desenvolvido para instalação em calçadas,
praças, condomínios residenciais, escolas ou qualquer local que, por
motivo de segurança, não seja permitido o uso de transformadores
convencionais, como por exemplo, áreas com movimentação intensa
de pedestres. Outra vantagem é o local de instalação, pois este
equipamento poderá ficar próximo ao centro de cargas do sistema,
gerando economia com as intalações elétricas.
2.3 Transformador de Distribuição
Encontrado nos postes e entradas de força em alta tensão, são de
alta potência e projetados para ter alta eficiência, de modo a minimizar o
desperdício de energia e o calor gerado. Possui refrigeração a óleo, que
circula pelo núcleo dentro de uma carapaça metálica com grande área de
contato com o ar exterior. Seu núcleo também é de chapas de aço silício de
grão orientado ou de metal amorfo, e pode ser monofásico ou trifásico (três
pares de enrolamentos). Transformador que rebaixa a tensão de uma
rede de distribuição de média tensão ao nível de utilização do
consumidor final.
Principais características:
• Bobinas de AT e BT confeccionadas em cobre eletrolítico com até 99,99% de pureza;
• Núcleo confeccionado em chapas de aço-silício de grãos orientados, garantindo assim menores
perdas por correntes parasitas;
• Caixa confeccionada em aço-carbono, com tratamento de superfície através de jateamento abrasivo,
proteção anti corrosiva através da aplicação de primer e pintura final por sistema "flooding";
• Secagem da parte ativa em estufa, garantindo a isenção de umidade no interior do equipamento;
• Montagem final, fechamento e enchimento em ambiente controlado;
• Isolados em Óleo Mineral ou em fluidos especiais (óleo silicone, óleo vegetal biodegradável, fluido
R-TEMP);
• Potência:30 à 300 kVA;
• Alta Tensão: 15 ou 24,2 kV;
• Baixa Tensão:380/220 ou 220/127 V.
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5. 2.4 Transformador de Força
Transformadores e reatores para geração,
transmissão e distribuição de energia em concessionárias
e subestações de grandes indústrias, incluindo aplicações
especiais como fornos de indução e a arco e retificadores.
Principais características:
• Potência:acima de 5 até 300 MVA ;
• Alta Tensão:até 550 kV;
• Normas:ANSI / IEEE, IEC e ABNT.;
• Transformadores de Fornos;
• Potência:até 160 MVA;
• Alta Tensão:até 550 kV;
2.5 Transformador a Seco
Aplicado à plantas industriais, plantas químicas e petroquímicas, plataformas off-shore, prédios
comerciais, hospitais, embarcações marítimas, shopping centers, unidades de tratamento de água, aeroportos,
centros de entretenimento, etc.
Principais vantagens dos transformadores a seco:
• Auto-extinguíveis e não liberam gases tóxicos;
• Não agridem a natureza;
• Segurança em caso de explosão pela não propagação de fogo na ocorrência de
incêndio;
• Possibilidade de adaptação para sistema de ventilação forçada, aumentado sua
capaciade nominal em até 40%;
• Não são necessárias condições especiais de instalação;
• Construção robusta; suportam uma inclinação de quinze graus em relação ao
plano horizontal;
• Fabricados com materiais adequados para uso em altas temperaturas;
• Redução na matéria prima utilizada e dimensões finais;
• Isento de descargas parciais;
• Baixo nível de ruído;
Características:
• Potência:300 à 15.000 kVA
• Alta Tensão: 15 ou 24,2 ou 36,2 kV
• Baixa Tensão:4160/2402; 440/254; 380/220; 220/127 V
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6. 3. Normas Pertinentes
Para fins de projeto, seleção de matéria-prima, fabricação, controle de qualidade,
inspeção, utilização e acondicionamento dos transformadores. são determinadas diversas normas específicas
para cada tipode transformador, dentre elas:
ABNT NBR 5440:2011 – Transformadores para redes aéreas de distribuição;
ABNT NBR 5356:2010 – Transformadores de potência;
ABNT NBR 5034:1989 – Buchas para tensões alternadas superiores a 1kV;
ABNT NBR 5435:1984 – Bucha para transformadores sem conservador de óleo – Tensão nominal 15 kV e
25,8 kV – 160A – Dimensões;
ABNT NBR 5437:1984 – Bucha para transformadores sem conservador de óleo – Tensão nominal 1,3 kV –
160 A, 400A e 800 A – Dimensões;
ABNT NBR 5458:2010 – Transformadores de potência – Terminologia;
ABNT NBR 7034:2008 – Materiais isolantes elétricos – classificação térmica;
ABNT NBR 6323:2007 – Galvanização de produtos de aço ou ferro fundido – Especificação.
ABNT NBR 6529:1983 – Vernizes utilizados para isolação elétrica – Ensaios;
ABNT NBR 15422:2006 – Óleo vegetal isolante para equipamentos elétricos;
ABNT NBR 5370:1990 – Conectores de cobre para condutores elétricos em sistemas de potência ;
ABNT NBR 7277:1988 – Transformadores e reatores – Determinação do nível de ruído.
ABNTNBR 15121:2004 – Isolador para alta-tensão – Ensaio de medição da radiointerferência;
ABNT NBR 5426:1989 – Planos de amostragem e procedimento na inspeção por atributos;
ABNT NBR 8158:1983 – Ferragens eletrotécnicas para redes aéreas urbanas e rurais de distribuição de
energia elétrica – Especificação;
ABNT NBR 7397:2007 – Produtos de aço ou ferro fundido revestidos com zinco por imersão a quente –
massa;
ABNT NBR 7398:2009 – Produtos de aço ou ferro fundido revestidos com zinco por imersão a quente –
aderência;
ABNT NBR 7399:2009 – Produtos de aço ou ferro fundido revestidos com zinco por imersão a quente –
espessura;
ABNT NBR 7400:2009 – Produtos de aço ou ferro fundido revestidos com zinco por imersão a quente –
uniformidade;
ABNT NBR 5416:1997 – Aplicação de cargas em transformadores de potência – Procedimento;
CEMAT – NTE 026 – Montagem de redes de distribuição aérea urbana com condutores nus de sistemas
trifásicos de média tensão;
CEMAT – NTE 028 – Montagem de redes de distribuição aérea rural com condutores nus de sistemas
trifásicos e monofásicos com retorno pela terra de média tensão;
CEMAT – NTD-RE-001 - Montagem de redes primárias de distribuição de energia elétrica aérea, urbana
com cabos cobertos em espaçadores – Classe 15 kV;
CEMAT – NTE 023 – Montagem de redes secundárias de distribuição de energia elétrica aérea, trifásica,
urbana, com condutores isolados.
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7. 4.Referências bibliográficas
FALCONE, AURIO GILBERTO, Eletromecânica Volume 1, 1ª edição, São Paulo, Editora
Edgard Blucher, 1985.
GUSSOW, MILTON, Eletricidade Básica, 1ª edição, São Paulo, Editora Mc Graw-Hill, 1985.
COTRIM, ADEMARO A. M. B., Instalações Elétricas, 4ª edição, São Paulo, Editora Pearson
Prentice Hall, 2006.
http://www.eltorreon.com/tipo-e-liquido-transformadores-a-seco-uma-rapida-comparacao.html
http://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=086434
http://www.weg.net/br
http://w1.siemens.com/entry/br/pt/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Transformador#Simbologia
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