CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

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Sérgio Barateiro Ramalho
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1 Autotransformadores Pode-se observar, na figura a seguir, que dois enrolamentos normais podem ser conectados de forma que um deles é comum a ambos os circuitos do primário e do secundário. 1

2 Autotransformadores 2

3 Autotransformadores 3

4 Autotransformadores Uma diferença importante entre o transformador de dois enrolamentos e o autotransformador é que no primeiro os enrolamentos estão eletricamente isolados, ao passo que no segundo os enrolamentos estão conectados entre si. 4

5 Autotransformadores Outra diferença é que no autotransformador, o enrolamento ab, da figura anterior, deve ter uma isolação extra uma vez que deve estar isolado para a tensão máxima do equipamento. 5

6 Autotransformadores Os autotransformadores têm reatâncias de dispersão menores, perdas mais baixas, menores correntes de excitação e custam menos que os transformadores de dois enrolamentos. 6

7 Analisar o exemplo 2.7 da página 92. 7

8 Autotransformadores A relação de espiras efetiva de um autotransformador é: N N 1 2 N1 A sua potência nominal é a relação anterior vezes a do transformador de dois enrolamentos. 8

9 Autotransformadores No autotransformador parte da energia é transferida condutivamente do primário para o secundário e o restante da energia é transferida por ação de transformação. 9

10 Autotransformadores A energia transferida condutivamente representa o acréscimo da capacidade em kva. Por isso tem tamanho reduzido e tem perdas no núcleo menores. 10

11 Autotransformadores Se houver, em função de uma falha, a abertura do enrolamento comum do autotransformador, a tensão primária será aplicada ao secundário. Isso causará danos aos equipamentos e problemas de segurança. 11

12 Transformadores com três ou mais enrolamentos, conhecidos como transformadores de múltiplos enrolamentos, são usados para interconectar três ou mais circuitos que podem ter tensões diferentes. 12

13 Um transformador de múltiplos enrolamentos custa menos e é mais eficiente do que um número equivalente de transformadores de dois enrolamentos. 13

14 Além dos transformadores de potência, essa configuração também existe em pequenos transformadores usados em eletrônica. 14

15 Nos transformadores de distribuição rural, existem dois enrolamentos de 127 V conectados em série. Circuitos de baixa potência podem ser alimentados em 127 V, enquanto motores podem ser alimentados em 254 V. 15

16 Transformadores com apenas um enrolamento primário. 16

17 17

18 Os sistemas monofásicos, notadamente os monofilares com retorno por terra, são construídos com custos reduzidos, posto que têm construção simplificada e menores custos de manutenção e operação. 18

19 As cargas nas zonas rurais são geralmente tão pequenas que raramente são necessários três condutores para atender a capacidade de transporte das mesmas. A simplificação da construção permite menores custos. 19

20 Nos sistemas de transmissão, os transformadores costumam ter 3 enrolamentos. Por exemplo, em uma subestação que reduza a tensão de 230 kv para 138 kv, haverá um terceiro enrolamento em 13,8 kv conectado em delta. 20

21 Transformador 225 MVA 275 kv 21

22 O terceiro enrolamento de média tensão é usado para diversas finalidades, entre as quais alimentar os serviços auxiliares da subestação e, eventualmente, alimentar um sistema de distribuição local. 22

23 Capacitores estáticos ou conversores que utilizam eletrônica de potência podem ser conectados aos enrolamentos terciários para corrigir o fator de potência ou regular a tensão. 23

24 O terciário conectado em delta fornece um caminho de baixa impedância para as componentes de terceira harmônica da corrente de excitação, de modo a reduzir a terceira harmônica da tensão de neutro. 24

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