CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

MÁQUINAS E INSTALAÇÕES ELÉTRICAS NA INDUSTRIA DO PETRÓLEO E GÁS

Transformadores

AMAURI ALVES DAMASCENO

1. INTRODUÇÃO ….......................................................................................................................... 02

2. TIPOS DE TRANSFORMADORES…...................................................................................................... 02

2.1 Transformadores a Óleo .................................................................................................................. 022.2 Transformador de Pedestal a óleo................................................................................................... 032.3 Transformador de Distribuição.........................................................................................................032.4 Transformador de Força...................................................................................................................042.5 Transformadores a Seco .................................................................................................................04

3. NORMAS PERTINENTES....................................................................................................................... 05

4.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................................................................... 06

1. Introdução

Transformador é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de umcircuito à outro, transformando tensões, correntes e ou de modificar os valores das impedâncias elétricas deum circuito elétrico. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseado nos princípioseletromagnéticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz. O transformador consiste de duas ou mais bobinas ouenrolamentos e um "caminho", ou circuito magnético, que "acopla" essas bobinas.

Há uma variedade de transformadores com diferentes tipos de circuito, mas todos operam sobreo mesmo princípio de indução eletromagnética. No caso dos transformadores de dois enrolamentos, écomum denominá-los como enrolamento primário e secundário, existem transfomadores de trêsenrolamentos sendo que o terceiro é chamado de terciário. Existe também um tipo de transformadordenominado Autotransformador, no qual o enrolamento secundário possui uma conexão elétrica com oenrolamento do primário. Transformadores de potência são destinados primariamente à transformação datensão e das correntes operando com altos valores de potência, de forma a elevar o valor da tensão econseqüentemente reduzir o valor da corrente. Este procedimento é utilizado pois ao se reduzir os valores dascorrentes, reduz-se as perdas por efeito Joule nos condutores.

O transformador é constituído de um núcleo de material ferromagnético, como aço, a fim de produzirum caminho de baixa relutância para o fluxo gerado. Geralmente o núcleo de aço dos transformadores élaminado para reduzir a indução de correntes parasitas ou de corrente de Foucault no próprio núcleo, já queessas correntes contribuem para o surgimento de perdas por aquecimento devido ao efeito Joule. Em geralutiliza-se aço-silício com o intuito de se aumentar a resistividade e diminuir ainda mais essas correntesparasitas. Transformadores também podem ser utilizados para o casamento de impedâncias, que consiste emmodificar o valor da impedância vista pelo lado primário do transformador, são em geral de baixapotência. Há outros tipos de transformadores, alguns com núcleo

ferromagnético, outros sem núcleo, ditos transformadores com núcleo de ar, e ainda aqueles comnúcleo de ferrite.

2. Tipos de Transformadores

2.1 Transformador a Óleo

Transformadores de óleo principalmente usam base mineralpetróleo e celulose papel (Kraft ou aramida) em seus sistemas deisolamento. Esta comprovada combinação apresenta excelentespropriedades térmicas e dielétricas, a um custo relativamente baixo.Tão popular e eficaz são estas unidades, transformador de todos osoutros projetos são julgadas em relação aos mesmos. Eles são aindainigualáveis em termos de custo, entre todas as opções disponíveisde aquisição. A fraqueza inerente de um transformador cheio de óleomineral, é claro, a inflamabilidade; qual é porque os transformadoresde óleo são geralmente restritos a instalações ao ar livre, ouinstalações internas que têm de elaborados meios de proteção contraincêndios.

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2.2 Transformador de Pedestal a Óleo (Pad Mounted)

Transformador selado desenvolvido para aplicações onde oespaço fisico é insuficiente para a instalação de uma subestaçãoobrigada convencional. A compactação aliada a proteções integradasé a sua principal característica, sendo próprio para instalações aotempo ou subterrâneas. Esse equipamento é montado sobre uma basede concreto, com compartimento blindado para as conexões de alta abaixa tensões, tendo a aparencia externa de uma mni-subestação.

Oferece segurança quanto a contatos acidentais de pessoase/ou animais, pois as partes energizadas são protegidas, fazendo comque somente pessoas autorizadas tenham acesso aos sistemas decomando e proteção. Desenvolvido para instalação em calçadas,praças, condomínios residenciais, escolas ou qualquer local que, pormotivo de segurança, não seja permitido o uso de transformadoresconvencionais, como por exemplo, áreas com movimentação intensade pedestres. Outra vantagem é o local de instalação, pois esteequipamento 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 dealta potência e projetados para ter alta eficiência, de modo a minimizar odesperdício de energia e o calor gerado. Possui refrigeração a óleo, quecircula pelo núcleo dentro de uma carapaça metálica com grande área decontato com o ar exterior. Seu núcleo também é de chapas de aço silício degrão orientado ou de metal amorfo, e pode ser monofásico ou trifásico (trêspares de enrolamentos). Transformador que rebaixa a tensão de umarede de distribuição de média tensão ao nível de utilização doconsumidor 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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2.4 Transformador de Força

Transformadores e reatores para geração,transmissão e distribuição de energia em concessionáriase subestações de grandes indústrias, incluindo aplicaçõesespeciais 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, prédioscomerciais, 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 deincêndio;• Possibilidade de adaptação para sistema de ventilação forçada, aumentado suacapaciade nominal em até 40%;• Não são necessárias condições especiais de instalação;• Construção robusta; suportam uma inclinação de quinze graus em relação aoplano 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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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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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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