Aula 13 Instalações Elétricas de Distribuição. Professor Jorge Alexandre A. Fotius

Transcrição

1 Aula 13 Instalações Elétricas de Distribuição Professor Jorge Alexandre A. Fotius

2 de Força Transformadores de Potência - e um equipamento de operac a o esta tica que por meio de induc a o eletromagne tica transfere energia de um circuito, chamado prima rio, para um ou mais circuitos denominados, respectivamente, secunda rio e tercia rio, sendo, no entanto, mantida a mesma frequência, pore m com tenso es e correntes diferentes.

3 de Força Transformadores de Potência - e um equipamento de operac a o esta tica que por meio de induc a o eletromagne tica transfere energia de um circuito, chamado prima rio, para um ou mais circuitos denominados, respectivamente, secunda rio e tercia rio, sendo, no entanto, mantida a mesma frequência, pore m com tenso es e correntes diferentes.

4 de Força Transformadores de Potência Potência nominal - se um transformador possuir algum sistema de resfriamento, a sua potência nominal e definida como a ma xima potência que pode fornecer nas condic o es especi ficas. Se o transformador possui va rios enrolamentos, deve-se declarar a potência nominal de cada um deles. Tensa o nominal - e a tensa o que e aplicada aos terminais de linha dos enrolamentos do transformador. Nos transformadores trifa sicos, se as bobinas forem ligadas em tria ngulo, a tensa o nominal dos enrolamentos coincide com a tensa o nominal do transformador. Se ligadas em estrela, a tensa o nominal dos enrolamentos e inferior a tensa o nominal do transformador.

5 de Força Transformadores de Potência Potência nominal - se um transformador possuir algum sistema de resfriamento, a sua potência nominal e definida como a ma xima potência que pode fornecer nas condic o es especi ficas. Se o transformador possui va rios enrolamentos, deve-se declarar a potência nominal de cada um deles. Tensa o nominal - e a tensa o que e aplicada aos terminais de linha dos enrolamentos do transformador. Nos transformadores trifa sicos, se as bobinas forem ligadas em tria ngulo, a tensa o nominal dos enrolamentos coincide com a tensa o nominal do transformador. Se ligadas em estrela, a tensa o nominal dos enrolamentos e inferior a tensa o nominal do transformador.

6 de Força

7 de Força

8 de Força Transformadores de Potência A corrente do transformador operando em vazio e normalmente muito pequena e, em geral, atinge cerca de 8% da corrente prima ria. Classificação dos transformadores Baixa, média e alta tensão. Monofásico, bifásico e trifáscio. Tipo de ligac a o Estrela ou triângulo. Meio isolante Líquido isolante ( óleo mineral) ou a seco.

9 de Força Transformadores de Potência Normalmente sa o constitui dos de um nu cleo de la minas de ac o empacotadas, com colunas envolvidas por um conjunto de bobinas, normalmente de fios de cobre, que formam os enrolamentos prima rios e secunda rios, iniciando uma estrutura ri gida com a aplicac a o de barrotes de madeira ou vigas de ac o, devidamente fixadas de modo a prender o conjunto laminado. Todo esse conjunto e colocado dentro de um tanque, adequadamente, cheio de um li quido isolante. O acesso aos terminais das bobinas se faz atrave s de um conjunto de buchas. Para refrigerac a o do li quido isolante, sa o construi dos sistemas de radiadores te rmicos com formatos e caracteri sticas diversos.

10 de Força

11

12 Transformadores monobuchas Sa o aqueles construi dos para ser instalados em sistemas de distribuic a o rural caracterizados por monofilar com retorno por terra MRT. Sa o transformadores com somente uma bucha no prima rio e uma bucha no secunda rio (ou, eventualmente, duas ou mais buchas secunda rias). Apresentam baixo custo e têm potência nominal, geralmente, na o superior a 15 kva na classe de tensa o de 15 kv.

13

14 Transformadores bifa sicos Sa o aqueles construi dos para operar individualmente em redes de distribuic a o rural, ou em formac a o de bancos de transformac a o, em poste ou em cabines, como e pra tica em algumas regio es americanas. Quando utilizados sozinhos atendem a cargas monofa sicas. Quando operados em banco podem alimentar cargas monofa sicas e trifa sicas.

15 Transformadores trifa sicos Sa o os mais empregados, tanto nos sistemas de distribuic a o e transmissa o de energia ele trica das concessiona rias, como no atendimento a cargas industriais.

16

17

18

19 Comutação de Derivação: O comutador de derivac a o tem a func a o ba sica de elevar ou reduzir a tensa o secunda ria do transformador conforme o ni vel da tensa o prima ria. O comutador de derivac a o na o corrige a falta de regulac a o do sistema. Quando a variac a o de tensa o numa rede e muito grande em diferentes pontos da curva de carga dia ria, a mudanc a de derivac a o deve ser tomada com cautela, para que na o se tenham, num determinado momento, ni veis de tensa o intolera veis no secunda rio. Portanto, a utilizac a o correta do comutador se faz quando a tensa o esta permanentemente baixa ou permanentemente alta.

20 Comutação de Derivação: Os comutadores de derivac a o sa o classificados como operac a o sem carga e com carga. No caso de comutadores de derivac a o sem carga, existem dois tipos ba sicos: comutadores de re gua, e os comutadores rotativos. Sa o utilizados normalmente nos transformadores de subestac o es industriais. No caso de comutadores de derivac a o com carga sa o muito utilizado pelas concessiona rias de distribuic a o para prover uma melhor regulac a o no seu sistema ele trico.

21 Comutação de Derivação: Como o sistema de mudanc a de derivac a o e a u nica pec a mo vel do transformador, constitui-se no ponto sujeito ao maior i ndice de falhas. Por esse motivo, algumas concessiona rias encomendam seus transformadores com uma u nica tensa o prima ria, o que pode ser inconveniente na aplicac a o em algumas redes rurais de grande extensa o.

22 Comutação de Derivação: O comutador de derivac a o tem a func a o ba sica de elevar ou reduzir a tensa o secunda ria do transformador conforme o ni vel da tensa o prima ria. O comutador de derivac a o na o corrige a falta de regulac aõ do sistema. Quando a variac a o de tensa o numa rede e muito grande em diferentes pontos da curva de carga dia ria, a mudanc a de derivac a o deve ser tomada com cautela, para que na o se tenham, num determinado momento, ni veis de tensa o intolera veis no secunda rio. Portanto, a utilizac a o correta do comutador se faz quando a tensa o esta permanentemente baixa ou permanentemente alta.

23

24 Sistema de ventilac a o forc ada Os transformadores de potência, em geral, com capacidade superior a 2,5 MVA, sa o dotados de ventiladores acoplados ao seu tanque com a finalidade de refrigerac a o forc ada do equipamento. Os ventiladores, normalmente ligados em esta gios, operam a medida que o transformador adquire uma temperatura predeterminada nos seus enrolamentos. Desta forma, pode-se aumentar a capacidade nominal do transformador em cerca de 25%. Os transformadores dotados de ventilac a o forc ada sa o designados por dois valores de potência nominal, como, por exemplo, 100/125 MVA, o primeiro valor se refere a potência do equipamento sem o funcionamento dos ventiladores, enquanto o segundo valor considera a capacidade nominal do equipamento com o funcionamento de todos os esta gios do sistema de ventilac a o forc ada.

25 Sistema de ventilac a o forc ada Os transformadores sa o designados quanto ao tipo de resfriamento por um conjunto de letras que representam as iniciais de palavras correspondentes, ou seja, transformador a: O leo natural com resfriamento natural ONAN (O leo Natural, Ar Natural). O leo natural com ventilac a o forc ada ONAF (O leo Natural, Ar Forc ado). O leo com circulac a o forc ada do li quido isolante e com ventilac a o forc ada OFAF (O leo Forc ado,ar Forc ado). O leo com circulac a o forc ada do li quido isolante e com resfriamento a a gua OFWF (O leo For-c ado, A gua (water) Forc ada. Seco com resfriamento natural NA (Ar Natural). Seco com ventilac a o forc ada AF (Ar Forc ado).

26 Sistema de ventilac a o forc ada Os transformadores sa o designados quanto ao tipo de resfriamento por um conjunto de letras que representam as iniciais de palavras correspondentes, ou seja, transformador a: O leo natural com resfriamento natural ONAN (O leo Natural, Ar Natural). O leo natural com ventilac a o forc ada ONAF (O leo Natural, Ar Forc ado). O leo com circulac a o forc ada do li quido isolante e com ventilac a o forc ada OFAF (O leo Forc ado,ar Forc ado). O leo com circulac a o forc ada do li quido isolante e com resfriamento a a gua OFWF (O leo For-c ado, A gua (water) Forc ada. Seco com resfriamento natural NA (Ar Natural). Seco com ventilac a o forc ada AF (Ar Forc ado).

27

28 Grupos de ligac a o Grupo I: i ndices 0, 4 e 8. Grupo II: i ndices 2, 6 e 10. Grupo III: i ndices 1 e 5. Grupo IV: i ndices 7 e 11.

29 Transformadores monobuchas Sa o aqueles construi dos para ser instalados em sistemas de distribuic a o rural caracterizados por monofilar com retorno por terra MRT. Sa o transformadores com somente uma bucha no prima rio e uma bucha no secunda rio (ou, eventualmente, duas ou mais buchas secunda rias). Apresentam baixo custo e têm potência nominal, geralmente, na o superior a 15 kva na classe de tensa o de 15 kv.

30 As instalações de transformadores devem atender os seguintes requisitos básicos: Ser instalado tanto quanto possível no centro de carga; Ser instalado próximo às cargas concentradas principalmente as que ocasionam flutuação de tensão; Ser instalado de forma que as futuras relocações sejam minimizadas. Para instalação do transformador trifásico (TT) e Banco de capacitor (BF) devem ser utilizados no mínimo, poste de 300 dan e para estrutura N3-TT poste de no mínimo 600daN.

31 Para instalação do transformador para MRT, devese usar sempre, no mínimo, poste de 150 dan e 10 metros. As resistências de aterramento nas estruturas de transformadores trifásicos só devem ser mantidas no limite de 10 (dez) ohms, quando já tiverem sido empregadas 5 ou mais hastes. Evitar a instalação de transformadores em postes de ângulo, esquina, derivação e cruzamento;

32

33 1-Os transformadores de 5 e 10KVA somente deve ser utilizado em manutenção; 2-Quando na manutenção for substituído um trafo de 10 por 15KVA, deve ser medido o aterramento para verificar se o mesmo atende a tabela acima.

34

35

36

37

38

39

40

41

42 CELPE Transformadores de distribuição

43 CÁLCULO DA ENERGIA PERDIDA EM FUNÇÃO DAS PERDAS EM VAZIO E EM CARGA Energia perdida em vazio diária, em Wh: = 24 (h) x perdas em vazio (W) Energia perdida em vazio mensal, em kwh: = 30 x Energia perdida em vazio diária (Wh) /1000 Energia perdida em carga diária, em Wh: = 24 (h) x perdas em carga (W) (Pc = R x In²) TRAFO 3F15,0KVA 13,8KV 380/220V TRAFO 1FN 10,0KVA 7,9KV 220V

44 Numa ligação Y- trifa sica, cada trafo tem uma razão de tensão de 4:1. Se a tensão de linha do primário for de 660V, calcular: (a) a tensão de linha do secundário, (b) a tensão através de cada enrolamento do primário e (c) a tensão através de cada enrolamento secundário. Resp.: (a)95,4v (b)382v (c) 95,4V. Quais as especificações de corrente do primário e do secundário de um transformador trifásico de 500 kva abaixando de um triângulo de 480V para uma estrela de 120/208V? O secundário do trafo de quatro fios de 120/208V em estrela é usado na construção de sistemas elétricos que devem alimentar tanto cargas monofásicas quanto motores trifásicos. Resp.: IL= 602 A; IL = 1390A

45 Dimensionar o transformador trifásico para alimentação de dois circuitos com carga instalada de: Iluminação = 30KW e Residencial = 200KW. Considere fator de potência de 0,8 para a instalações residencial e 0,9 para iluminação. Considerar o fator de demanda de 0,85 para carga residencial e 1 para iluminação. Considerar um aumento de 20% de aumento de carga futura.