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TRANSFORMADORES DE POTNCIA

Prof.: Zanoni Dueire Lins, Phd

Nov/2014

Equipe: Danielle Loureno Oliveira e Silva Vincius Machado Moreira

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NDICE

1 INTRODUO .................................................................................................................................... 6 1.1 PRINCPIO BSICO DE FUNCIONAMENTO ............................................................................. 8

2 ASPECTOS CONSTRUTIVOS .......................................................................................................... 13 2.1 ENROLAMENTOS ................................................................................................................... 13

2.1.1 TIPO CAMADA .................................................................................................................... 13 2.1.2 Tipo Panqueca .................................................................................................................... 13

2.2 FORMAS CONSTRUTIVAS ..................................................................................................... 14 2.2.2 Quanto ao Tipo de Ligao .................................................................................................. 16 2.2.3 QUANTO AO MEIO ISOLANTE .......................................................................................... 18

3 PARTES CONSTRUTIVAS................................................................................................................ 21 3.1 TANQUE ................................................................................................................................. 22 3.2 CONSERVADOR DE LEO ..................................................................................................... 22 3.3 RADIADORES ......................................................................................................................... 23 3.4 PLACAS DE IDENTIFICAO E DIAGRAMTICA ................................................................... 25 3.5 LQUIDO ISOLANTE ................................................................................................................ 26 3.6 EQUIPAMENTOS AUXILIARES (ACESSRIOS) ..................................................................... 26

3.6.1 INDICADOR DE NVEL DE LEO ....................................................................................... 26 3.6.2 TERMMETRO ................................................................................................................... 27 3.6.3 CONTROLADORES MICROPROCESSADOS DE TEMPERATURA .................................... 28 3.6.4 VLVULA DE ALVIO DE PRESSO ................................................................................... 29 3.6.5 SECADOR DE AR DE SLICA GEL ..................................................................................... 29 3.6.6 MANMETRO E MANOVACUMETRO ............................................................................. 30 3.6.7 REL DETETOR DE GS TIPO BUCHHOLZ ...................................................................... 31 3.6.8 REL REGULADOR DE TENSO ....................................................................................... 31 3.6.9 SISTEMA DE RESFRIAMENTO .......................................................................................... 32 3.6.10 MOTORES PARA VENTILAO FORADA ....................................................................... 33 3.6.11 VLVULA PARA RETIRADA DO LEO .............................................................................. 35 3.6.12 MEIOS DE LOCOMOO ................................................................................................... 36 3.6.13 PAINEL LOCAL DE CONTROLE E PROTEO ................................................................. 36 3.6.14 MEIOS DE ATERRAMENTO ............................................................................................... 37 3.6.15 SUPORTE PARA PARA-RAIOS .......................................................................................... 37 3.6.16 TOMADA PARA MEDIO DE RESISTNCIA DE ATERRAMENTO DO NCLEO ............ 37

4 ESPECIFICAO DE TRANSFORMADORES DE POTNCIA ......................................................... 37 4.1 ESPECIFICAO ELTRICA DE TRANSFORMADORES DE POTNCIA .............................. 37

5 ENSAIOS .......................................................................................................................................... 47 5.1 ENSAIOS DE ACEITAO ...................................................................................................... 47

5.1.1 Resistncia eltrica dos enrolamentos ................................................................................. 47 5.1.2 Relao de espiras .............................................................................................................. 47 5.1.3 Deslocamento angular e sequncia de fases ....................................................................... 47 5.1.4 Perdas em vazio e corrente de excitao ............................................................................. 47 5.1.5 Perdas em carga e impedncia de curto-circuito .................................................................. 47 5.1.6 Tenso aplicada e induzida ................................................................................................. 47 5.1.7 Resistncia de isolamento ................................................................................................... 47 5.1.8 Estanqueidade e resistncia presso ................................................................................ 47

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5.1.9 Tenso aplicada fiao e aos acessrios .......................................................................... 47 5.1.10 Verificao do funcionamento dos acessrios ...................................................................... 47 5.1.11 Inspeo visual e dimensional ............................................................................................. 47 5.1.12 Ensaios no leo isolante ...................................................................................................... 47 5.1.13 Verificao da aderncia e da espessura da pintura ............................................................ 48 5.1.14 Ensaio de aderncia da galvanizao .................................................................................. 48

5.2 ENSAIOS DE TIPO .................................................................................................................. 48 5.2.1 Elevao de temperatura ..................................................................................................... 48 5.2.2 Tenso suportvel nominal de impulso atmosfrico ............................................................. 48 5.2.3 Nvel de rudo ...................................................................................................................... 48

5.3 ENSAIOS ESPECIAIS ............................................................................................................. 48 5.3.1 Medio da impedncia de sequncia zero .......................................................................... 48 5.3.2 Medio do Fator de Potncia do Isolamento do Transformador e suas Buchas .................. 48 5.3.3 Nvel de Tenso de Radiointerferncia ................................................................................ 48 5.3.4 Grau de Polimerizao ........................................................................................................ 48

5.4 ENSAIOS NOS TCS DE BUCHA ............................................................................................. 49 5.4.1 Relao de transformao de todas as derivaes .............................................................. 49 5.4.2 Tenso induzida; ................................................................................................................. 49 5.4.3 Tenso aplicada .................................................................................................................. 49 5.4.4 Polaridade; .......................................................................................................................... 49 5.4.5 Exatido; ............................................................................................................................. 49 5.4.6 Resistncia eltrica dos enrolamentos ................................................................................. 49 5.4.7 Corrente suportvel nominal de curta durao (corrente trmica nominal); ........................... 49 5.4.8 Valor de crista nominal da corrente suportvel (corrente dinmica nominal .......................... 49

5.5 ENSAIOS NAS BUCHAS ......................................................................................................... 49 5.6 ENSAIOS DO COMUTADOR DE DERIVAES ..................................................................... 49

6 NORMAS .......................................................................................................................................... 49 7 INOVAES TECNOLGICAS ........................................................................................................ 50 8 CUSTOS PRATICADOS EM AQUISIES ....................................................................................... 51 9 CONCLUSO .................................................................................................................................... 52 10 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................. 52

10.1 MAMEDE FILHO, JOO. MANUAL DE EQUIPAMENTOS ELTRICOS. LTC, 2005 ................................... 52 10.2 NORMAS ABNT - TRANSFORMADORES (VIDE ITEM 6) ................................................................... 52 10.3 STIOS INTERNET ABB, SEIELECTRIC, CELECTRA ................................................................ 52 10.4 MANUAL DE MANUTENO E INSTALAO DE TRANSFORMADORES LEO - WEG ........................... 52 10.5 ARTIGO DO PROF. HANNY GUIMARES O SETOR ELTRICO ......................................................... 52

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LISTA DE FIGURAS

Fig. 1 - O transformador de Stanley ...................................................................................... 6 Fig. 2 - Uma fotografia histrica do Adams Power Station Niagara Falls New York. ..................... 7 Fig. 3 - Esquema de gerao, transmisso, subtransmisso e distribuio de energia eltrica ..... 8 Fig. 4 Representao simplificada do transformador bsico .................................................. 9 Fig. 5 Transformador Ideal sem perdas .............................................................................. 9 Fig. 6 Transformador Ideal com carga ............................................................................... 9 Fig. 7 Transformador Real .............................................................................................. 10 Fig. 8 Circuito equivalente do transformador real .............................................................. 11 Fig. 9 Transformador de baixa potncia ........................................................................... 11 Fig. 10 Aspecto construtivo de um transformador simples de baixa tenso .......................... 12 Fig. 11 - Transformador monobucha (MRT) ......................................................................... 14 Fig. 12 - Transformador Bifsico ......................................................................................... 15 Fig. 13 - Ligao em estrela ............................................................................................... 17 Fig. 14 - Ligao em ziguezague ......................................................................................... 18 Fig. 15 Transformador trifsico a seco ............................................................................. 20 Fig. 16 Aplicao de transformador a seco diretamente na mquina ................................... 20 Fig. 17 Partes Componentes de um transformador a leo .................................................. 21 Fig. 18 Vista de um tanque de um transformador de potncia ............................................ 22 Fig. 19 Transformador de potencia com conservador de leo ............................................. 23 Fig. 20 - Transformador de potncia com radiadores tipo aleta ............................................. 24 Fig. 21 - Placa de identificao de um transformador ........................................................... 25 Fig. 22 Indicador de nvel de leo .................................................................................... 26 Fig. 23 - Termmetro com capilar para transformadores de foa ........................................... 27 Fig. 24 Termmetro do enrolamento com imagem trmica e seu esquema diagramtico ..... 28 Fig. 25 Controlador de temperatura microprocessado e seu sensor de temperatura ............ 28 Fig. 26 Vlvula de alvio de presso .................................................................................. 29 Fig. 27 Secador de ar de slica gel .................................................................................... 30 Fig. 28 Manmetro, esquerda, e manovacumetro, direita ........................................... 30 Fig. 29 Rel Buchholz ..................................................................................................... 31 Fig. 30 Rel regulador de tenso ..................................................................................... 32 Fig.31 Circuito eltrico dos ventiladores de resfriamento do transformador ......................... 34 Fig. 32 Transformador de fora com ventilao forada ..................................................... 35 Fig. 33 Vlvula tipo gaveta ................................................................................................. 35 Fig. 34 Rodas para transformadores. Fonte: SEIELECTRIC ................................................... 36 Fig. 35 Manuteno em painel local de controle e proteo. Fonte: TREETECH ..................... 36 Fig. 36 Transformador ABB 15MVA - 50kV/6,6kV [6]. Fonte: ABB ........................................ 51

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LISTA DE TABELAS

Tab. 1 - Caractersticas dimensionais de transformadores trifsicos ....................................... 16 Tab. 2 - EXEMPLO DE ESPECIFICAO TCNICA ................................................... 40

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TRANSFORMADORTRANSFORMADORTRANSFORMADORTRANSFORMADORESESESES DE POTNCIADE POTNCIADE POTNCIADE POTNCIA

1111 INTRODUOINTRODUOINTRODUOINTRODUO

Transformador um equipamento de operao esttica que por meio de induo eletromagntica

transfere energia de um circuito, chamado primrio, para um ou mais circuitos denominados,

respectivamente, secundrio e tercirio, sendo, no entanto, mantida a mesma frequncia, porm com

tenses e correntes diferentes.

A partir da inveno do transformador de potncia, que remonta o fim do sculo XIX, tornou-se possvel o

desenvolvimento do moderno sistema de alimentao em corrente alternada, com subestaes de

potncia frequentemente localizadas a muitos quilmetros dos centros de consumo (carga). Antes disto,

nos primrdios do suprimento de eletricidade pblica, estes eram sistemas de corrente contnua, com a

fonte de gerao, por necessidade, localizados prximo do local de consumo.

Fig. 1 - O transformador de Stanley

Indstrias pioneiras no fornecimento de eletricidade foram rpidas em reconhecer os benefcios de uma

ferramenta a qual poderia dispor alta corrente, normalmente obtida a baixa tenso de sada de um

gerador eltrico, e transform-lo para um determinado nvel de tenso possvel de transmiti-la em

condutores de dimenses prticas a consumidores que, naquele tempo, poderiam estar afastados a um

quilmetro ou mais e poderiam fazer isto com uma eficincia e que, para os padres da poca, era nada

menos que fenomenal.

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Fig. 2 - Uma fotografia histrica do Adams Power Station Niagara Falls New York.

Crdito: American Memories Collection

Atualmente, sistemas de transmisso e distribuio de energia so, claro, vastamente mais extensos e

totalmente dependentes de transformadores os quais, por si s, so muito mais eficientes que aqueles de

um sculo atrs; dos enormes transformadores elevadores, por exemplo, 23,5 kV (19.000 A) em 400 kV,

assim reduzindo a corrente a valores prticos de transmisso de 1.200 A, ou ento, aos milhares de

pequenos transformadores de distribuio, as quais operam quase continuamente, dia-a-dia, com menor

ou maior grau de importncia, provendo suprimento para consumidores industriais ou domsticos.

Para que os aparelhos consumidores de energia eltrica sejam utilizados com segurana pelos usurios,

necessrio que se faa sua alimentao com tenses adequadas, normalmente inferiores a 500 V.

No Brasil, as tenses nominais, aplicadas aos sistemas de distribuio secundrios das concessionrias de

energia eltrica, variam em funo da regio. No Nordeste, a tenso padronizada de 380 V entre fases e

de 220 V entre fase e neutro. J na Regio Sul, a tenso convencionalmente utilizada de 220 V entre

fases e 127 V entre fase e neutro. No entanto, em alguns sistemas isolados, so aplicadas tenses

diferentes destas, como, por exemplo, a de 110 V.

Em um sistema eltrico, os transformadores so utilizados desde as usinas de produo, onde a tenso

gerada elevada a nveis adequados para permitir a transmisso econmica de potncia, at os grandes

pontos rurais, onde novamente reduzida para, enfim, ser utilizada com segurana pelos usurios do

sistema, conforme j mencionado.

Os transformadores so adjetivos em funo da posio que ocupam no sistema, conforme a Fig. 1.1, que

trata de um esquema de gerao, transmisso, subtransmisso e distribuio de energia eltrica.

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Existem diversos tipos de transformadores, mas todos adotam o mesmo princpio que a utilizao do

campo magntico como forma de acoplamento.

As exigncias tcnicas e econmicas impem a construo de grandes usinas eltricas, de forma geral as

localizadas fora dos grandes centros de aproveitamento, pois devem utilizar a energia hidrulica dos lagos

e rios das montanhas. Surge assim a necessidade do transporte de energia eltrica por meio de linhas de

comprimento notvel.

Devido a fatores econmicos e de construo, as sees dos condutores destas linhas devem ser

limitadas, o que torna necessria a limitao da intensidade das correntes nas mesmas. Assim sendo, as

linhas devero ser construdas para funcionar com uma tenso elevada, que em certos casos atinge a

centenas de milhares de volts.

Estas realizaes so possveis em virtude da corrente alternada poder ser transformada facilmente de

baixa tenso para alta tenso e vice-versa, por meio de uma mquina esttica, de construo simples e

rendimento elevado, que o transformador.

1.11.11.11.1 PRINCPIO BSICO DE PRINCPIO BSICO DE PRINCPIO BSICO DE PRINCPIO BSICO DE FUNCIONAMENTOFUNCIONAMENTOFUNCIONAMENTOFUNCIONAMENTO

Como dito anteriormente, um transformador um dispositivo com a finalidade de transmitir energia

eltrica ou potncia de um circuito a outro, convertendo tenses, correntes ou de modificar os valores da

impedncia eltrica de um circuito. Trata-se de um dispositivo de corrente alternada que opera baseado

nos princpios eletromagnticos da Lei de Faraday e da Lei de Lenz.

Fig. 3 - Esquema de gerao, transmisso, subtransmisso e distribuio de energia eltrica

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Se aplicarmos uma tenso U1 ALTERNADA ao PRIMRIO, circular por este enrolamento uma CORRENTE I1 alternada, que por sua vez dar condies ao surgimento de um FLUXO MAGNTICO tambm

alternado (m). A maior parte deste FLUXO ficar confinado ao ncleo, uma vez que e este o caminho de MENOR RELUTNCIA. Este FLUXO dara origem a uma FORCA-ELETROMOTRIZ induzida (f.e.m) E1 no primario e E2 no secundrio (Lei de Faraday) proporcionais ao NMERO DE ESPIRAS dos respectivos enrolamentos, N1 e N2.

PRIMRIO PRIMRIO PRIMRIO PRIMRIO o lado que RECEBE ENERGIARECEBE ENERGIARECEBE ENERGIARECEBE ENERGIA.

SECUNDRIO SECUNDRIO SECUNDRIO SECUNDRIO o lado que ALIMENTA ALIMENTA ALIMENTA ALIMENTA a CARGACARGACARGACARGA.

Fig. 4 Representao simplificada do transformador bsico

Fig. 5 Transformador Ideal sem perdas

Fig. 6 Transformador Ideal com carga

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Equao fundamental dos transformadores (monofsicos):Equao fundamental dos transformadores (monofsicos):Equao fundamental dos transformadores (monofsicos):Equao fundamental dos transformadores (monofsicos):

Se a >1, a >1, a >1, a >1, o trafo e ABAIXADOR ABAIXADOR ABAIXADOR ABAIXADOR de tensao. Se a < 1a < 1a < 1a < 1, o trafo e ELEVADOR ELEVADOR ELEVADOR ELEVADOR de tensao. Se a = 1a = 1a = 1a = 1, o trafo e ISOLADORISOLADORISOLADORISOLADOR.

onde: aaaa: relacao de transformacao. V1, V2V1, V2V1, V2V1, V2: tensao eficaz nos enrolamentos primario e secundario, [V].[V].[V].[V]. N1, N2N1, N2N1, N2N1, N2: numero espiras nos enrolamentos primario e secundario. I1, I2I1, I2I1, I2I1, I2: correntes nos enrolamentos primario e secundario, [AAAA].

PERDAS NO COBRE: PERDAS NO COBRE: PERDAS NO COBRE: PERDAS NO COBRE: devido a resistencia dos fios nos enrolamentos (P=RI2); PERDAS NO FERRO:PERDAS NO FERRO:PERDAS NO FERRO:PERDAS NO FERRO: Perdas por Perdas por Perdas por Perdas por HistereseHistereseHistereseHisterese: devido a energia para alinhar os dominios magneticos e inverter o alinhamento com a inversao da corrente. Perdas por corrente parasitaPerdas por corrente parasitaPerdas por corrente parasitaPerdas por corrente parasita: devido a corrente induzida que flui no nucleo (para evitar utiliza-se um nucleo laminado ou chapas).

Fig. 7 Transformador Real

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O circuito equivalente do transformador real e constitudo de elementos de circuito: resistncias resistncias resistncias resistncias e indutnciasindutnciasindutnciasindutncias.

Onde: R1, R2R1, R2R1, R2R1, R2: resistencia das bobinas, [] (representam as perdas perdas perdas perdas Joule, cobrecobrecobrecobre); X1, X2X1, X2X1, X2X1, X2: indutancia de dispersao, [] (representam as perdas perdas perdas perdas de fluxofluxofluxofluxo); RCRCRCRC: resistencia de perdas perdas perdas perdas no ferroferroferroferro, []; XmXmXmXm: reatancia de magnetizacao, [].

Fig. 9 Transformador de baixa potncia

Fig. 8 Circuito equivalente do transformador real

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Quando o indutor conectado a uma fonte de alimentao em corrente alternada ocorre o surgimento

de um campo magntico induzido. Quando um segundo indutor imerso sobre este campo magntico,

ocorre o processo de induo, onde o campo magntico convertido pelo indutor em forma de tenso

induzida.

No modelo bsico de um transformador sua estrutura formada por duas bobinas isoladas eletricamente

e enroladas em torno de um ncleo comum. Para se transferir a energia eltrica de uma bobina outra

se utiliza do artifcio do acoplamento magntico. A bobina que recebe a energia de uma fonte CA recebe

a denominao de primrio. A bobina que fornece energia para uma carga CA designada como

secundrio. O ncleo dos transformadores usados em baixa frequncia feito geralmente de material

magntico, comumente se usa ao laminado. Os ncleos dos transformadores usados em altas

frequncias so feitos de p de ferro e cermica ou de materiais no magnticos. Algumas bobinas so

simplesmente enroladas em torno de formas ocas no magnticas como, por exemplo, papelo ou

plstico, de modo que o material que forma o ncleo na verdade o ar. Se considerarmos que um

transformador funcione sobre condies ideais, a transferncia de energia de uma tenso para a outra se

faz sem nenhuma perda.

A tenso induzida no secundrio de um transformador proporcional ao nmero de linhas magnticas

que transpassa a bobina do secundrio, por esse motivo as bobinas so montadas sobre um material

ferro magntico, de forma a diminuir a disperso de linhas, concentrando o campo magntico sobre a

bobina do secundrio.

Fig. 10 Aspecto construtivo de um transformador simples de baixa tenso

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Com a utilizao de um ncleo magntico para a melhora do fluxo magntico, contudo surge o problema

de aquecimento, devido utilizao de um ncleo macio, assim utiliza-se de chapas de ferro silcio para

a construo do ncleo.

Com o ncleo laminado ocorre a reduo das perdas por histerese magntica e das correntes parasitas,

tambm conhecidas como correntes Foucault.

2222 ASPECTOSASPECTOSASPECTOSASPECTOS CONSTRUTIVOSCONSTRUTIVOSCONSTRUTIVOSCONSTRUTIVOS

Os transformadores so construdos com as mais diversas caractersticas, que dependem do tipo da carga

que se quer alimentar ou mesmo do ambiente onde se pretende instal-lo.

Atualmente existem no Brasil algumas dezenas de indstrias que fabricam transformadores de fora. O

processo de fabricao e a linha de produo destas fabricas so, de maneira geral, semelhantes,

logicamente apresentando sensveis diferenas quanto aos recursos tcnicos disponveis, o que muitas

vezes implicam na qualidade final do equipamento.

2.12.12.12.1 ENROLAMENTOSENROLAMENTOSENROLAMENTOSENROLAMENTOS

Os condutores so enrolados em forma de bobina cilndrica, que so dispostas coaxialmente nas colunas

do ncleo, em ordem crescente de tenso. Bobinas com condutores em paralelo, na direo radial,

devem ter transposio, para minimizar as perdas adicionais e os esforos mecnicos provenientes dos

curto-circuitos.

Os enrolamentos podem ser executados de trs diferentes modos:

2.1.12.1.12.1.12.1.1 TTTTIPO CAMADAIPO CAMADAIPO CAMADAIPO CAMADA

o caso mais comum na execuo dos enrolamentos dos transformadores de distribuio, onde so

empregados fios de pequena seo. Neste caso, os fios so enrolados em formao helicoidal com

espiras sucessivas e imediatamente adjacentes, podendo ter uma ou mais camadas de acordo com o

projeto. No final obtida uma bobina nica.

2.1.22.1.22.1.22.1.2 Tipo PanquecaTipo PanquecaTipo PanquecaTipo Panqueca

Tambm conhecido como disco, um enrolamento constitudo de vrias sees ou pequenas bobinas

enroladas de forma helicoidal com espiras sucessivas e imediatamente adjacentes. As panquecas so

montadas verticalmente e ligadas em srie. Normalmente, so utilizadas em enrolamentos primrios de

transformadores de distribuio. Do ponto de vista de manuteno, so economicamente viveis, j que,

para pequenas falhas internas do transformador, em geral, somente uma panqueca necessita ser

substituda, em vez do enrolamento completo da coluna correspondente.

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2.22.22.22.2 FORMAS CONSTRUTIVASFORMAS CONSTRUTIVASFORMAS CONSTRUTIVASFORMAS CONSTRUTIVAS

2.2.1 QUANTO AO NMERO DE FASES

Considerando somente transformadores de distribuio e de fora, podem ser construdos, quanto ao

nmero de fases, de acordo com a caracterstica da carga que ir aliment-las, os seguintes tipos:

2.2.1.12.2.1.12.2.1.12.2.1.1 Transformadores MonobuchasTransformadores MonobuchasTransformadores MonobuchasTransformadores Monobuchas

So aqueles construdos para serem instalados em sistemas de distribuio rural caracterizado por

monofilar com retorno por terra MRT. So transformadores com somente uma bucha no primrio e

uma bucha no secundrio (ou, eventualmente, duas ou mais buchas secundrias). Apresentam baixo

custo e tm potncia nominal, geralmente no superior a 15KVA. Operam com terminal primrio ligado

fase e o outro terra, conforme figura abaixo:

Estes transformadores atendem a cargas rurais monofsicas de pequeno porte, na tenso padronizada

pelas concessionrias para seu sistema distribuidor. Na maioria das concessionrias do Nordeste que

utilizam sistema MRT, as tenses aplicadas so de 13,8 3 kV(7.968V) no primrio e 220V no secundrio.

Fig. 11 - Transformador monobucha (MRT)

2.2.1.22.2.1.22.2.1.22.2.1.2 Transformadores BifsicosTransformadores BifsicosTransformadores BifsicosTransformadores Bifsicos

So aqueles construdos para operar individualmente em redes de distribuio rural, ou em formao de

bancos de transformao, em poste ou em cabines, como prtica em algumas regies americanas.

Quando utilizados sozinhos atendem as cargas monofsicas. Quando operados em banco podem

alimentar cargas monofsicas e trifsicas.

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A fig. 7 mostra um transformador bifsico de largo uso em redes de distribuio rural e em reas urbanas

de baixo consumo.

Fig. 12 - Transformador Bifsico

2.2.1.32.2.1.32.2.1.32.2.1.3 Transformadores TrifsicosTransformadores TrifsicosTransformadores TrifsicosTransformadores Trifsicos

So os mais empregados, tanto nos sistemas de distribuio e transmisso de energia eltrica das

concessionrias como no atendimento a cargas industriais.

So constitudos de um ncleo de lminas de ao empacotadas, com colunas envolvidas por um conjunto

de bobinas, normalmente de fios de cobre, que formam os enrolamentos primrio e secundrio,

iniciando uma estrutura rgida com aplicao de barrotes de madeira ou vigas de ao, devidamente

fixadas de modo que prendam o conjunto laminado. A tudo isso d-se simplesmente o nome de ncleo.

Todo esse conjunto colocado dentro de um tanque, adequadamente, cheio de um lquido isolante. O

acesso aos terminais das bobinas feito atravs de um conjunto de buchas de tenses apropriadas s

caractersticas eltricas do transformador, chamadas de buchas primrias e secundrias. Para

refrigerao do lquido isolante, so construdos sistemas de radiadores trmicos com formato e

caractersticas diversas.

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Tab. 1 - Caractersticas dimensionais de transformadores trifsicos

2.2.22.2.22.2.22.2.2 Quanto ao Tipo de LigaoQuanto ao Tipo de LigaoQuanto ao Tipo de LigaoQuanto ao Tipo de Ligao

Os transformadores trifsicos, os mais comumente utilizados, podem ter os seus enrolamentos ligados de

trs diferente maneiras, dependendo da convenincia do sistema em que sero aplicados.

2.2.2.12.2.2.12.2.2.12.2.2.1 Ligao TringuloLigao TringuloLigao TringuloLigao Tringulo

aquela em que os terminais das bobinas so ligados entre si (um fim de uma bobina ao incio da outra),

permitindo a alimentao em cada ponto de ligao. A tenso aplicada entre dois quaisquer destes

pontos chamada de tenso de linha, e a corrente que entra em quaisquer desses pontos chamada

simplesmente corrente de linha. A corrente que circula em quaisquer das bobinas denominada corrente

de fase. Neste ponto de ligao tem-se:

=

= 3

=

=

=

=

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2.2.2.22.2.2.22.2.2.22.2.2.2 Ligao EstrelaLigao EstrelaLigao EstrelaLigao Estrela

aquela em que os terminais das bobinas so ligadas a um ponto comum, podendo resultar esta ligao

em trs ou quatro fios. A tenso aplicada entre dois quaisquer dos fios chamada de tenso de linha, e a

corrente que circula em qualquer destes fios chamada de corrente de linha. J a tenso medida entre o

ponto comum e quaisquer dos fios chamada tenso de fase. Neste tipo de ligao tem-se:

= 3

=

A figura 8 mostra o esquema de ligao das bobinas em estrela. A ligao estrela comumente utilizada

no secundrio dos transformadores de fora e de distribuio, podendo, tambm, ser utilizada no

primrio.

Fig. 13 - Ligao em estrela

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2.2.2.32.2.2.32.2.2.32.2.2.3 Ligao ZiguezagueLigao ZiguezagueLigao ZiguezagueLigao Ziguezague

aquela em que se ligam em srie dois enrolamentos em cada fase e, em seguida, ligam-se trs terminais

quaisquer a um ponto comum. Neste caso, as bobinas so ligadas em oposio. A figura 9 mostra o

esquema de ligao mencionado.

Este tipo de ligao atenua os efeitos dos harmnicos de 3 ordem, permitindo, ao mesmo tempo, a

possibilidade de trs tenses de utilizao, conforme pode ser visto na figura 9. No entanto, estes

transformadores apresentam custos relativamente elevados, cerca de 30% , por exemplo, em ligao

tringulo-estrela de mesma potncia e tenso nominal. No caso de transformadores estrela-ziguezague,

pode-se utilizar o neutro no secundrio, admitindo toda espcie de desequilbrio.

Fig. 14 - Ligao em ziguezague

2.2.32.2.32.2.32.2.3 QUANTO AO MEIOQUANTO AO MEIOQUANTO AO MEIOQUANTO AO MEIO ISOLANTEISOLANTEISOLANTEISOLANTE

Os transformadores so classificados quanto ao meio isolante em dois grandes grupos: transformadores

em lquido isolante e transformadores a seco.

2.2.3.12.2.3.12.2.3.12.2.3.1 Transformadores em lquido isolanteTransformadores em lquido isolanteTransformadores em lquido isolanteTransformadores em lquido isolante

So de emprego generalizado em sistemas de distribuio e fora e em plantas industriais comuns.

Existem trs tipos de lquidos isolantes que so usados em transformadores: leo mineral, silicone e

ascarel. A utilizao do ascarel em territrio nacional est proibida por lei.

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2.2.3.22.2.3.22.2.3.22.2.3.2 Transformadores a secoTransformadores a secoTransformadores a secoTransformadores a seco

So de emprego bastante especfico por tratar-se de um equipamento de custo muito elevado,

comparativamente aos transformadores em lquido isolante.

So empregados mais especificamente em instalaes onde os perigos de incndio so iminentes, tais

como refinarias de petrleo, indstrias petroqumicas, grandes centros comerciais, em que a norma da

concessionria local probe o uso de transformadores a leo mineral, alm de outras instalaes que

requeiram um nvel de segurana elevado contra exploses de inflamveis.

A figura 10 mostra em detalhes os principais elementos construtivos de um transformador a seco.

A figura 11 mostra o emprego de um transformador a seco alimentando uma mquina, motivando uma

grande economia instalao.

Os transformadores a seco so constitudos, semelhantemente aos transformadores a lquido isolante, de

ncleo de ferro-silcio laminado a frio e sisolado com material inorgnico, e enrolamentos primrio e

secundrio.

Os enrolamentos primrios, geralmente, so constitudos de fita de alumnio, formando as bobinas, que

so colocadas no interior de um molde de ferro e , em seguida, encapsuladas em epxi em ambiente de

vcuo e sob temperatura elevada por tempo determinado, durante o qual so resfriadas sob temperatura

controlada.

Os enrolamentos secundrios, em geral, so constitudos de folhas de alumnio, com altura da chapa igual

altura da bobina. A isolao da chapa feita com produto inorgnico base de resina. O conjunto sofre

um tratamento trmico e especfico para ser obtida a polarizao da isolao, que resulta na unio das

diversas camadas, formando um bloco slido e mecanicamente robusto. No caso de bobinas primrias, a

utilizao de fitas de alumnio resulta na construo de enrolamentos mecanicamente resistentes e

isentos de absoro de umidade.

Com os enrolamentos secundrios em chapa de alumnio obtm-se uma elevada resistncia mecnica,

necessria s altas solicitaes por causa das correntes de curto-circuito.

Na montagem completa do transformador, necessrio deixar grandes canais de ventilao entre o

ncleo de ferro propriamente dito e os enrolamentos secundrios, e entre estes e os enrolamentos

primrios, com dimenses adequadas ao nvel de isolamento do transformador e reduo de ar para a

refrigerao.

Os transformadores a seco podem ser fabricados com invlucro metlico, quando destinados instalao

externa, enquanto que, quando usados em instalaes abrigadas, so fornecidos sem o respectivo

invlucro.

A figura 9 mostra os detalhes construtivos de uma bobina encapsulada primria. O encapsulamento de

transformadores a seco pode ser feito por meio de dois processos industriais.

20

Fig. 15 Transformador trifsico a seco

Fig. 16 Aplicao de transformador a seco diretamente na mquina

O encapsulamento de transformadores a seco pode ser feito por meio de dois processos industriais.

21

2.2.3.32.2.3.32.2.3.32.2.3.3 Encapsulamento ReforadoEncapsulamento ReforadoEncapsulamento ReforadoEncapsulamento Reforado

Consiste em enrolar os fios de fibra de vidro impregnados em epxi sobre os condutores montados num

cilindro base, empregando uma tranagem especial nos fios, de modo que resulte numa bobina

completamente encapsulada. As bobinas primrias so constitudas de vrias camadas, colocando-se

dutos de ventilao entre elas.

2.2.3.42.2.3.42.2.3.42.2.3.4 Encapsulamento sob vcuoEncapsulamento sob vcuoEncapsulamento sob vcuoEncapsulamento sob vcuo

Consiste em colocar os enrolamentos no interior de moldes aplicando-se, em seguida uma certa

quantidade de epxi, dosado com slica e talco, sob vcuo, que tem a funo de eliminar as bolhas e

evitar as descargas parciais.

O processo de encapsulamento reforado apresenta vantagens de custo quando se trata de

transformadores de potncia elevada e altas tenses, evitando-se, deste modo, grandes massas de epxi,

que podem apresentar descargas parciais e reduo acelerada da vida til do transformador. J para

equipamentos de potncia reduzida e baixas tenses, mais econmico o emprego do processo a vcuo.

A isolao dos enrolamentos no garante uma proteo adequada contra contatos diretos. necessrio

que o transformador seja protegido atravs de barreiras que podem consistir em cercas metlicas,

invlucros metlicos em chapa ou em tela.

3333 PARTESPARTESPARTESPARTES CONSTRUTIVASCONSTRUTIVASCONSTRUTIVASCONSTRUTIVAS

Os transformadores so constitudos de diferentes partes, cada uma com caractersticas especficas.

Fig. 17 Partes Componentes de um transformador a leo

22

3.13.13.13.1 TTTTANQUEANQUEANQUEANQUE

Destinado a servir de invlucro da parte ativa e de recipiente do lquido isolante, subdivide-se em trs

partes: lateral, fundo e tampa.

Neste invlucro encontramos os suportes para poste (at 225kVA), suportes de roda (normalmente para

potncias maiores que 300kVA), olhais de suspenso, sistema de fechamento da tampa, janela de

inspeo, dispositivos de drenagem e amostragem do lquido isolante, conector de aterramento, furos de

passagem das buchas, radiadores, visor de nvel de leo e placa de identificao.

O tanque e a respectiva tampa devem ser de chapas de ao, laminadas a quente, conforme NBR 6650 e

NBR 6663. Para transformadores de potncia maiores no h normalizao, cada fabricante escolhe as

chapas conforme a especificao do projeto mecnico.

Com referncia aos tipos construtivos, os transformadores podem ser: selados e com conservador de

leo.

3.23.23.23.2 CONSERVADORCONSERVADORCONSERVADORCONSERVADOR DEDEDEDE LEOLEOLEOLEO

O conservador de leo um acessrio destinado a compensar as variaes de volume de leo

decorrentes das variaes de temperatura e da umidade. Tem forma cilndrica, com seu eixo disposto na

horizontal e instalado a uma altura suficiente que possa assegurar o nvel mnimo permissvel para as

partes isolantes, na condio de nvel mnimo de leo. Sua construo em chapa de ao e possui

resistncia mecnica para vcuo pleno. fixado em suporte em perfis de ao estrutural.

Fig. 18 Vista de um tanque de um transformador de potncia

Fonte:http://www.energy.siemens.com/br

23

Tem como vantagem melhor controle de presso interna no tanque e possibilita o controle constante de

gases no leo atravs do rel Buccholz, que veremos mais adiante.

3.33.33.33.3 RADIADORESRADIADORESRADIADORESRADIADORES

Todo o calor gerado na parte ativa se propaga atravs do leo e dissipado no tanque (tampa e sua

lateral). As elevaes de temperatura do leo e do enrolamento so normalizadas e devem ser limitadas

para evitar a deteriorao do isolamento de papel e do leo. Dependendo da potncia do transformador,

ou melhor, de suas perdas, a rea da superfcie externa poder ser insuficiente para dissipar este calor e

ento necessrio aumentar a rea de dissipao. Para tal usam-se radiadores que podero ser de

elementos ou tubos. Para transformadores de potncia, comumente usa-se radiadores tipo aleta, como

mostrado na figura abaixo.

Fig. 19 Transformador de potencia com conservador de leo

Fonte: www.comtrafo.com.br

24

O tanque, inclusive radiadores, aps a sua fabricao, so submetidos a um tratamento de jato de

granalha de ao at o metal quase branco em instalaes automticas e manuais.

Concluindo este tratamento, imediatamente aps, as peas so pintadas com tinta primer, recebendo em

seguida duas demos de esmalte sinttico de acabamento, resistente ao tempo, em cor cinza claro.

Fig. 20 - Transformador de potncia com radiadores tipo

aleta

Fonte: www.weg.com.br

25

3.43.43.43.4 PLACASPLACASPLACASPLACAS DEDEDEDE IDENTIFICAOIDENTIFICAOIDENTIFICAOIDENTIFICAO EEEE DIAGRAMTICADIAGRAMTICADIAGRAMTICADIAGRAMTICA

A placa de identificao um componente importante, pois ela quem d as principais caractersticas do

equipamento.

No caso de manuteno, atravs dos dados contidos nela, a assistncia tcnica, independente da marca

do transformador, ser capaz de identificar exatamente o que contm a parte ativa, sem ter que abrir o

tanque, e no caso de ampliao da carga, em que o outro transformador ligado em paralelo teremos

condies de construir um equipamento apto a este tipo de operao.

O material da placa poder ser alumnio ou ao inoxidvel, a critrio do cliente.

Abaixo, um exemplo de uma placa de identificao de um transformador WEG de potncia de 200 MVA.

As informaes nela contidas so normalizadas (NBR 5356) e representam um resumo das caractersticas

do equipamento.

Fig. 21 - Placa de identificao de um transformador

Fonte: www.weg.com.br

26

3.53.53.53.5 LQUILQUILQUILQUIDODODODO ISOLANTEISOLANTEISOLANTEISOLANTE

Os leos isolantes possuem dupla finalidade: garantir isolao entre os componentes do transformador e

dissipar para o exterior o calor gerado nos enrolamentos e no ncleo.

Para que o leo possa cumprir satisfatoriamente as duas condies acima, deve ser perfeitamente livre

de umidade e outras impurezas para garantir seu alto poder dieltrico.

Os leos mais utilizados em transformadores so os minerais, que so obtidos da refinao do petrleo.

Sendo que o de base parafnica (tipo B) e o de base naftnica (tipo A) sos usados em equipamentos com

tenso igual ou inferior a 145 kV. Existem tambm, fludos isolantes base de silicone, recomendados

para reas de alto grau de segurana. Ao contrrio dos leos minerais, este tipo de fluido possui baixa

inflamabilidade, reduzindo sensivelmente uma eventual programao de incndio.

A utilizao do leo vegetal envirotemp recente no mercado. Tem por vantagem alm de ser

biodegradvel possuir alto ponto de fulgor. Tem a desvantagem de ser altamente oxidante na presena

de oxignio, sendo preferencialmente utilizado em transformadores selados.

3.63.63.63.6 EQUIPAMENTOSEQUIPAMENTOSEQUIPAMENTOSEQUIPAMENTOS AUXILIARESAUXILIARESAUXILIARESAUXILIARES (ACESSRIOS)(ACESSRIOS)(ACESSRIOS)(ACESSRIOS)

So componentes necessrios para o perfeito funcionamento do transformador. Abaixo, citaremos alguns

desses componentes.

3.6.13.6.13.6.13.6.1 INDICADOR DE NVEL DE LEOINDICADOR DE NVEL DE LEOINDICADOR DE NVEL DE LEOINDICADOR DE NVEL DE LEO

O leo isolante do transformador se dilata ou se contrai conforme a variao da temperatura ambiente e

variao da carga alimentada pelo transformador, em funo disso, haver elevao ou abaixamento do

nvel do leo. Sendo assim, a finalidade do indicador de nvel do leo mostrar com perfeio o nvel de

leo no visor e ainda servir como aparelho de proteo ao transformador.

O ponteiro do indicador de nvel de leo movimentado por meio de dois ims magnticos permanentes,

que so acoplados a um flutuador (bia). O movimento efetuado pela bia, de acordo com o nvel de

leo, que transmite indicaes precisas ao ponteiro, devido a grande sensibilidade dos magnticos.

Fig. 22 Indicador de nvel de leo

Fonte: www.weg.com.br

27

3.6.23.6.23.6.23.6.2 TERMMETROTERMMETROTERMMETROTERMMETRO

So constitudos de um bulbo, um capilar e um mostrador. O bulbo colocado na parte mais quente do

leo, logo abaixo da tampa. O mostrador constitudo de uma caixa, um visor com indicador, um

microrruptor, dois ponteiros de limite, que se movimentam apenas por ao externa, e um ponteiro de

indicao de temperatura mxima. Este ponteiro impulsionado pela agulha de temperatura, apenas

quando em ascenso desta, pois na reduo fica imvel, possibilitando assim, a verificao da

temperatura mxima atingida em um dado perodo.

Conforme a variao da temperatura do bulbo, o lquido (mercrio) em seu interior sofre dilatao ou

contrao, transmitindo a variao de temperatura at mecanismo interno do mostrador do termmetro,

no mesmo instante o ponteiro indicador acionado e, dependendo do valor da temperatura atingida, o

sistema de proteo acionar o alarme, desligando e fazendo o controle automtico do dispositivo de

resfriamento do transformador imerso em leo.

A imagem trmica a tcnica utilizada para medir a temperatura no enrolamento do transformador. Ela

denominada imagem trmica por reproduzir indiretamente a temperatura do enrolamento.

A temperatura do enrolamento, que a parte mais quente do transformador, a temperatura do leo

acrescida da sobreelevao da temperatura do enrolamento (t) em relao ao leo. O termmetro do

enrolamento com imagem trmica composto de uma resistncia de aquecimento e um sensor de

temperatura simples ou duplo, ambos encapsulados e montados em um poo protetor, imerso em uma

cmara de leo. O conjunto instalado na tampa do transformador, equalizando-se com a temperatura

do topo do leo, indicando assim a temperatura no ponto mais quente do enrolamento. A resistncia de

aquecimento alimentada por um transformador de corrente associado ao enrolamento (normalmente)

secundrio do transformador principal. Portanto, a elevao da temperatura da resistncia de

aquecimento proporcional elevao da temperatura do enrolamento alm da temperatura mxima do

leo.

Fig. 23 - Termmetro com capilar para transformadores de foa

Fonte: www.weg.com.br

28

A constante do tempo do sistema da mesma ordem de grandeza do enrolamento, logo o sistema

reproduz uma verdadeira imagem trmica da temperatura do enrolamento.

3.6.33.6.33.6.33.6.3 CONTROLADORES MICROPROCESSADOS DE TEMPERATURACONTROLADORES MICROPROCESSADOS DE TEMPERATURACONTROLADORES MICROPROCESSADOS DE TEMPERATURACONTROLADORES MICROPROCESSADOS DE TEMPERATURA

Os controladores microprocessados de temperatura foram desenvolvidos para substituir, com vantagens

da tecnologia microprocessada, os termmetros de leo e enrolamento tradicionais utilizados em

transformadores e reatores de potncia.

Este equipamento recebe o valor da resistncia de um sensor e o transforma (atravs de um transdutor

incorporado) em temperatura equivalente, a qual vista em painel frontal digital, podendo ser

transmitida remotamente atravs de interface serial RS 485 ou sinal analgico.

Desempenha diversas funes de controle e acionamento de contatos, sendo que atravs de teclado

frontal podemos configurar os parmetros de sua atuao e ler os valores medidos e ajustados.

Fig. 24 Termmetro do enrolamento com imagem trmica e seu esquema diagramtico

Fonte: www.weg.com.br

Fig. 25 Controlador de temperatura microprocessado e seu sensor de temperatura

Fonte: www.weg.com.br

29

3.6.43.6.43.6.43.6.4 VLVULA DE ALVIO DE PRESSOVLVULA DE ALVIO DE PRESSOVLVULA DE ALVIO DE PRESSOVLVULA DE ALVIO DE PRESSO

A vlvula de alvio de presso, de fechamento automtico, instalada em transformadores imersos em

lquido isolante, tem a finalidade de proteg-los contra uma possvel deformao ou ruptura do tanque

em casos de defeitos internos com aparecimento de presso elevada. A vlvula extremamente sensvel

e rpida (opera em menos de dois milsimos de segundo), fecha-se automaticamente aps a operao

impedindo assim a entrada de qualquer agente externo no interior do transformador.

3.6.53.6.53.6.53.6.5 SECADOR DE AR DE SLICA GELSECADOR DE AR DE SLICA GELSECADOR DE AR DE SLICA GELSECADOR DE AR DE SLICA GEL

O secador de ar de slica gel (Figura 5.37) usado nos transformadores providos de conservador de leo,

funcionando como um desumidificador de ar do transformador.

Para evitar a deteriorao do leo do equipamento ou bolsa de borracha pelas impurezas e umidade no

ar respirado, coloca-se um copo com leo e slica gel na passagem por onde o ar suspirado. Quando o

nvel do leo no conservador baixar, haver o respiro de ar atmosfrico, este ar passar primeiramente

pelo copo de leo, onde ficaro eliminadas as impurezas slidas e em seguida o ar atravessa os cristais de

slica gel, que retiram a umidade do ar, em seguida, j totalmente limpo e sem umidade, o ar penetra no

conservador.

Ao passar pela slica gel, o ar deixar na mesma a umidade, fazendo que a slica gel troque de colorao,

at a sua saturao conforme indicado abaixo:

Colorao laranja: slica gel seca;

Colorao amarela: slica gel com aproximadamente 20% da umidade absorvida;

Colorao amarelo-claro: slica gel com 100% de umidade absorvida (saturada); para regenerao

da slica gel recomenda-se colocar em estufa com temperatura mxima de 120 C de 2 a 4 horas.

Fig. 26 Vlvula de alvio de presso

Fonte: www.weg.com.br

30

3.6.63.6.63.6.63.6.6 MANMETRO E MANOVACUMETROMANMETRO E MANOVACUMETROMANMETRO E MANOVACUMETROMANMETRO E MANOVACUMETRO

O manmetro um instrumento utilizado para medir a presso interna do tanque de leo, e o

manovacumetro mede presso e vcuo.

Fig. 27 Secador de ar de slica gel

Fonte: www.weg.com.br

Fig. 28 Manmetro, esquerda, e manovacumetro, direita

Fonte: www.weg.com.br

31

3.6.73.6.73.6.73.6.7 REL REL REL REL DETETOR DE GS TIPO BUCHHOLZDETETOR DE GS TIPO BUCHHOLZDETETOR DE GS TIPO BUCHHOLZDETETOR DE GS TIPO BUCHHOLZ

O rel de gs (Fig. 1.36) tem por finalidade proteger equipamentos imersos em lquido isolante, atravs

da superviso do fluxo anormal do leo ou ausncia, e a formao anormal de gases pelo equipamento.

Normalmente so utilizados em transformadores que possuem tanque para expanso de lquido isolante.

Este tipo de rel detecta de forma precisa, por exemplo, os seguintes problemas: vazamento de lquido

isolante, curto-circuito interno do equipamento ocasionando grande deslocamento de lquido isolante,

formao de gases internos devido a falhas intermitentes ou contnuas que estejam ocorrendo no interior

do equipamento.

O rel detetor de gs normalmente instalado entre o tanque principal e o tanque de expanso do leo

dos transformadores. A carcaa do rel de ferro fundido, possuindo duas aberturas flangeadas e ainda

dois visores nos quais est indicada uma escala graduada de volume de gs. Internamente encontram-se

duas bias de gs no rel, a bia superior forada a descer (isto acontece tambm caso haja vazamento

de leo). Se por sua vez uma produo excessiva de gs provoca uma circulao de leo no rel, a bia

inferior que reage, antes mesmo que os gases formados atinjam o rel. Em ambos os casos, as bias ao

sofrerem o deslocamento, acionam contatos de sinalizao ou de comando para o desligamento do

disjuntor de proteo.

3.6.83.6.83.6.83.6.8 REL REGULADOR DE TENSOREL REGULADOR DE TENSOREL REGULADOR DE TENSOREL REGULADOR DE TENSO

Tem como finalidade manter a tenso do transformador sob a mesma tenso da rede de alimentao.

Atravs de um transformador de potencial e um transformador de corrente instalados na rede de

alimentao (normalmente no lado de baixa tenso), faz um comparativo entre a tenso na rede e o valor

Fig. 29 Rel Buchholz

Fonte: www.weg.com.br

32

nele ajustado da tenso e correntes nominais a serem fornecidas. Caso os valores permanecerem

divergentes por tempo maior que um pr-ajustado, o equipamento, atravs do fechamento dos seus

contatos envia sinais de elevar tap ou baixar tap ao mecanismo motorizado do comutador sob carga.

Tambm possuem proteo contra sobrecorrente, subtenso e sobretenso, bloqueando a comutao

sob carga em caso de ocorrncia.

3.6.93.6.93.6.93.6.9 SISTEMA DE RESFRIAMENTOSISTEMA DE RESFRIAMENTOSISTEMA DE RESFRIAMENTOSISTEMA DE RESFRIAMENTO

Os transformadores em operao geram internamente uma grande quantidade de calor que necessita ser

levado ao meio externo, a fim de no prejudicar a qualidade da isolao dos enrolamentos.

O calor gerador resultado das perdas hmicas nos fios dos enrolamentos, quando o transformador est

em carga, e das perdas por histerese e correntes Foucault, em qualquer condio de operao. O calor

assim gerado transferido ao meio de resfriamento interno, que o leo mineral isolante, e que em

contato com as paredes do tanque ou atravs dos radiadores conduzido ao meio ambiente. Os

processos de transferncia de calor, tanto interna como externamente, so realizados das seguintes

formas:

Conduo;

Radiao;

Conveco.

A contribuio da transferncia de calor por conduo e radiao de procura importncia e pode ser

desprezada para fins prticos. Dessa forma, o processo de conveco basicamente o responsvel tanto

Fig. 30 Rel regulador de tenso

Fonte: www.weg.com.br

33

pela transferncia de calor no ncleo para o leo como do tanque para o meio ambiente. No entanto, a

transferncia de calor do leo carcaa do transformador feita por conduo.

O processo de transferncia de calor por conveco pode ser feito por duas diferentes formas:

Conveco natural;

Conveco forada.

Na conveco natural, a massa de ar aquecida em contato com o corpo do transformador movimenta-se

para cima, sendo substituda por uma massa de ar mais frio que, ao ser aquecida, circula como a anterior,

num processo lento e contnuo. Quando a massa de leo quente atinge a parte superior do

transformador, inicia o caminho de retorno atravs dos radiadores, cedendo calor ao meio exterior,

chegando na sua parte inferior j bastante resfriada. Assim, a conveco natural apresenta baixas taxas

de transferncia de calor nos transformadores.

No caso da conveco forada necessria a utilizao de motores acoplados a ventiladores que

aceleram a movimentao das massas de ar quente que so imediatamente substitudas por massas de ar

frio, num processo rpido e contnuo. Este processo comum aos transformadores de potncia,

principalmente os de tenso nominal acima de 69 kV e acima. Apresenta um custo de valor absoluto

significativo, porem e economicamente vivel, j que obtm-se, por este processo, uma capacidade

adicional de potncia nominal do transformador. Por exemplo, um transformador de 20 MVA/69 kV pode

ser operado continuamente com at 26,6 MVA, dentro dos requisitos de expectativa de vida esperada, de

acordo com a NBR 5416, e posteriormente analisado.

Os transformadores so designados quanto ao tipo de resfriamento por um conjunto de letras que

representam as iniciais de palavras correspondentes, ou seja, transformador a:

leo natural com resfriamento natural ONAN (leo Natural, Ar Natural);

leo natural com ventilao forada ONAF (leo Natural, Ar Forado);

leo com circulao forada do lquido isolante e com ventilao forada OFAF (leo Forado,

Ar Forado);

leo com circulao forada do lquido isolante e com resfriamento a gua OFWF (leo

Forado, gua (water) Forada);

Seco com resfriamento natural AN (Ar Natural);

Seco com ventilao forada AF (Ar Forado).

3.6.103.6.103.6.103.6.10 MOTORES PARA VENTILAO FORADAMOTORES PARA VENTILAO FORADAMOTORES PARA VENTILAO FORADAMOTORES PARA VENTILAO FORADA

Os transformadores de potncia, em geral, com capacidade superior a 2,5 MVA, so dotados de

ventiladores acoplados ao seu tanque com a finalidade de refrigerao forada do equipamento. Os

ventiladores, normalmente ligados em estgios, operam medida que o transformador adquire uma

34

temperatura predeterminada nos seus enrolamentos. Desta forma, pode-se aumentar a capacidade

nominal do transformador em cerca de 25%.

Os transformadores dotados de ventilao forada so designados atravs de dois valores de potncia

nominal, como, por exemplo, 5/6,25 MVA, sendo que o primeiro valor refere-se potncia do

equipamento sem o funcionamento dos ventiladores, enquanto o segundo valor considera a capacidade

nominal do equipamento com o funcionamento de todos os estgios do sistema de resfriamento forado

de um transformador com sete ventiladores, conforme a NBR 9368/87.

A tenso de alimentao deve ser de 220 V, em sistemas trifsicos e de frequncia de 60 Hz, segundo a

NBR 9398. A proteo trmica dos motores dos ventiladores deve ser individual para cada unidade. Deve

possuir, tambm, uma proteo por falta de fase. Quando o numero de ventiladores for inferior ou igual

a sete, cada circuito dever ser protegido individualmente. Para um nmero maior de ventiladores, cada

grupo de dois ventiladores deve ter a sua proteo.

Os elementos utilizados na proteo contra curto-circuito podem ser fusveis, de preferncia do tipo NH,

ou disjuntores do tipo magntico.

Os ventiladores so fixados do lado externo dos radiadores, de forma que seja retirada a maior

quantidade de calor contida no leo circulante. A figura a seguir, mostra um detalhe da instalao de

quatro ventiladores num transformador de fora.

Fig.31 Circuito eltrico dos ventiladores de resfriamento do transformador

Fonte: Livro Manual de Equipamentos Eltricos; Mamede Filho, Joo

35

3.6.113.6.113.6.113.6.11 VLVULA PARA RETIRADVLVULA PARA RETIRADVLVULA PARA RETIRADVLVULA PARA RETIRADA DO LEOA DO LEOA DO LEOA DO LEO

Os transformadores normalmente so dotados de um dispositivo para retirada de amostra de leo, localizado na parte inferior, onde se concentra o volume contaminado do leo.

Fig. 33 Vlvula tipo gaveta

Fonte: SEIELECTRIC

Fig. 32 Transformador de fora com ventilao forada

Fonte: Acervo pessoal

36

3.6.123.6.123.6.123.6.12 MEIOS DE LOCOMOOMEIOS DE LOCOMOOMEIOS DE LOCOMOOMEIOS DE LOCOMOO

Os transformadores de fora possuem longarinas transversais fixadas em sua base, permitindo que os mesmos sejam arrastados sem afetar a sua base. A fim de permitir o deslocamento dos transformadores de potncia elevada, estes equipamentos devem ser dotados de rodas orientveis, feitas em ao, que possibilitem a sua movimentao bidirecional sobre trilhos.

3.6.133.6.133.6.133.6.13 PAINEL LOCAL DE CONTPAINEL LOCAL DE CONTPAINEL LOCAL DE CONTPAINEL LOCAL DE CONTROLE E PROTEOROLE E PROTEOROLE E PROTEOROLE E PROTEO

Os transformadores de potncia dotados de controle de temperatura, nvel de leo, etc, possuem

uma caixa metlica com grau de proteo mnima IP54, fixada rigidamente carcaa do transformador ou

atravs de um sistema antivibratrio.

Fig. 34 Rodas para transformadores. Fonte: SEIELECTRIC

Fig. 35 Manuteno em painel local de controle e proteo. Fonte: TREETECH

37

3.6.143.6.143.6.143.6.14 MEIOS DE ATERRAMENTOMEIOS DE ATERRAMENTOMEIOS DE ATERRAMENTOMEIOS DE ATERRAMENTO

3.6.153.6.153.6.153.6.15 SUPORTE PARA PARASUPORTE PARA PARASUPORTE PARA PARASUPORTE PARA PARA----RAIOSRAIOSRAIOSRAIOS

3.6.163.6.163.6.163.6.16 TOMADA PARA MEDIOTOMADA PARA MEDIOTOMADA PARA MEDIOTOMADA PARA MEDIO DE RESISTNCIA DE ATDE RESISTNCIA DE ATDE RESISTNCIA DE ATDE RESISTNCIA DE ATERRAMENTO DO NCLEOERRAMENTO DO NCLEOERRAMENTO DO NCLEOERRAMENTO DO NCLEO

4444 ESPECIFICAO DE TRAESPECIFICAO DE TRAESPECIFICAO DE TRAESPECIFICAO DE TRANSFORMADORES DE POTNSFORMADORES DE POTNSFORMADORES DE POTNSFORMADORES DE POTNCIA NCIA NCIA NCIA

Os transformadores de potncia so equipamentos de grande importncia para o sistema

eltrico, pois alm de possibilitar a interconexo de sistemas com nveis de tenso

diferentes proporciona grande economia em sistemas de transmisso. Porm, o custo de

um transformador um dos mais elevados em uma planta de subestao. Desta forma, a

escolha por uma configurao adequada de um transformador pode proporcionar melhor

eficincia, dimenses menores, maior confiabilidade e, consequentemente menor custo

na instalao, operao e manuteno.

Para auxiliar a especificao de transformadores e garantir requisitos mnimos de segurana as

normas tcnicas padronizam os principais requisitos necessrios para o emprego de um

transformador.

4.14.14.14.1 ESPECIFICAO ELTRIESPECIFICAO ELTRIESPECIFICAO ELTRIESPECIFICAO ELTRICA DE TRANSFORMADORECA DE TRANSFORMADORECA DE TRANSFORMADORECA DE TRANSFORMADORES DE POTNCIAS DE POTNCIAS DE POTNCIAS DE POTNCIA

Ao especificar um transformador de potncia, como qualquer outro equipamento

eltrico, deve-se ter informaes preliminares do sistema onde o transformador vai operar,

como: a potncia nominal que deseja-se operar, o nvel de tenso nominal, a corrente nominal, o

nmero de fases do sistema e a corrente de curto-circuito que o sistema pode produzir. A partir

destas informaes diversos detalhes sero especificados e exigidos por norma. Porm, a

escolha do tipo de ligao eltrica do transformador em sistemas trifsicos no padronizada por

norma, ficando a cargo do projetista analisar e adotar a configurao mais adequada.

Este estudo se limitar a apresentar as especificaes eltricas que devem ser fornecidas pelo

projetista ao fabricante e em conformidade com a norma que rege a sua especificao em

condies normais de operao. Para transformadores de potncia a norma correspondente

ABNT NBR 5356:2007, de posse da norma podemos listar os itens essenciais que devem ser

especificados para condies normais de operao segundo a mesma:

38

A potncia nominal do transformador, caso seja utilizado transformador de trs

enrolamentos deve ser especificado a potncia de cada enrolamento;

A corrente nominal dos enrolamentos do transformador, dada pelas equaes 4.1 e 4.2

abaixo. Devero ser indicadas as correntes de sobrecargas que o transformador poder

ser submetido, no excedendo os limites especificados pela norma NBR 5416:1997 de

150% da corrente nominal em condies normais de operao para transformadores

at 100MVA e 130% para transformadores acima de 100 MVA, e sem excederem as

temperaturas limites especificados pela norma.

I =!"

#$" Equao 4.1 (corrente nominal trifsica)

I =!"

##$" Equao 4.2(corrente nominal monofsica)

% = &'()

*% = +-&-'()

/% = & ')

Os enrolamentos do transformador, e todos respectivos comutadores e acessrios

devero ser capazes de resistir, sem apresentar nenhum dano, aos efeitos mecnicos e

eltricos causados por curtos-circuitos externos. Dever ser apresentado o pior nvel de

curto-circuito e a potncia aparente de curto- circuito do sistema, conforme presentado

na seo 4.6;

A tenso nominal ( U ) que ser adotada para cada enrolamento com as n variaes

mximas permitidas (5% da tenso nominal, com frequncia e corrente nominal, outras

variaes somente permitidas se respeitadas s condies exigidas pela a norma NBR

5356-1:2007);

O nmero de fases do sistema, geralmente adotado trs fases;

O tipo de transformador a ser adotado, trifsico ou monofsico;

A composio do transformador a ser utilizado, podendo ser de dois enrolamentos ou

trs;

A frequncia do sistema eltrico. No sistema eltrico brasileiro utilizado 60Hz, mas

existem sistemas com frequncia de 50 Hz;

Tipo de ligao a ser adotada (-, Y-Y, -Y, Y-, -Z ou outro tipo especial) e a

defasagem angular correspondente;

A polaridade a ser adotada (aditiva ou subtrativa), dando prioridade polaridade

subtrativa que apresenta defasagem de 0 entre as tenses e correntes no primrio e no

secundrio;

As derivaes existentes no enrolamento, com informaes sobre qual enrolamento se

apresenta as derivaes, o nmero de derivaes existentes, o percentual do valor de

39

cada derivao, se h comutao em carga ou desenergizado e se o comutador

automtico ou somente manual;

Deves-se especificar o meio isolante a ser adotado, ar ou lquido. Para transformadores

de potncias so geralmente utilizado leo isolante, devido melhor relao custo

benefcio para o porte do transformador;

Os limites de elevao de temperatura do transformador devero ser determinados em

conformidade com a norma NBR 5356-2:2007, apresentando a temperatura de

referncia, a temperatura dos enrolamentos e do leo no topo do tanque, apresentados

na seo 4.4. A norma NBR 5356- 2:2007 se aplica para transformadores a leo que so

usualmente empregados para grandes potncias;

O sistema de arrefecimento a ser usado. Com informaes sobre os carregamentos para

cada estgio de arrefecimento, quando existir mais de um estgio, mostrando a potncia

para cada estgio juntamente com a potncia nominal, que deve corresponder ao

arrefecimento mais eficaz;

A tenso mxima normalizada de cada enrolamento do transformador;

Os nveis de isolamento de cada enrolamento, de modo a resistir, sem apresentar sinais

de deteriorao, aos ensaios a serem aplicados de acordo com a tenso mxima do

enrolamento;

Condies de aterramento para cada enrolamento, fornecendo informao sobre a

existncia de neutro acessvel e utilizao de impedncias para reduo do nvel de curto-

circuito, quando utilizado;

Deve ser especificado o valor percentual da impedncia de curto-circuito do

transformador (impedncia equivalente srie). Com indicao dos valores de tenso e

potncia adotados como base e a temperatura de referncia adotada. Em caso de

transformadores com enrolamento tercirio devero ser especificadas as impedncias

para cada enrolamento;

Devero se especificados os valores garantidos para as perdas no ferro (ou em vazio),

em kW, e as perdas no cobre, em kW, para a temperatura adotada como referncia, de

acordo com a seo 4.4, na potncia nominal de menor estgio de arrefecimento e na

derivao principal;

A regulao e rendimento, apresentados nas sees 2.5 e 2.6, devero ser garantidas

com relao aos valores declarados, respeitando a tolerncias especificadas, para a

temperatura de referncia dos enrolamentos e fatores de potncia da carga de 1,0 e 0,8

indutivo. Estes valores podem ser apresentados para condies de diferentes

carregamentos;

O nvel de rudo audvel e vibrao devem ser o menor possvel, respeitando os valores

apresentados nas tabelas 1, 2 e 3 do anexo C correspondente a potncia adotada;

O nvel de tenso de rdio interferncia do transformador (nos terminais, enrolamentos e

buchas) dever ser projetado de forma a no causar interferncia prejudicial a sistemas

de comunicao;

A intensidade das descargas parciais, medidas durante os ensaios de tenso induzida de

longa e curta durao, no dever ultrapassar os valores recomendados pela norma NBR

5356-3:2007;

40

A especificao de transformadores de potncia para operarem em paralelo deve respeitar

as seguintes exigncias: ter polaridade das ligaes, deslocamento angular das fases, relao de

transformao e de tenses e os seus valores de impedncias equivalentes, tanto do

enrolamento principal como de todas as derivaes, iguais ou com percentual de erro aceitvel

por norma.

As condies normais de operao correspondem a: A altitude no superior a 1000 m.

Temperatura do ar ambiente no inferior a 25C negativos e no superior a 40C, e

temperatura mdia, em qualquer perodo de 24 h, no superior a 30C. No caso de

transformadores resfriados a gua, a temperatura da gua de resfriamento (temperatura

ambiente para o transformador) no superior a 30C e temperatura mdia, em qualquer perodo

de 24 h, no superior a 25C; adicionalmente, temperatura mnima da gua de resfriamento no

inferior a 1C, exceto se forem utilizados anticongelantes adequados para funcionamento com

temperatura de 20C negativos. As formas de onda da tenso de alimentao e da corrente de

carga devem ser praticamente senoidais, regra comum que a distoro harmnica total no

exceda 5%, enquanto que o contedo de harmnicos pares deve ser inferior a 1%. Para

transformadores trifsicos, as tenses de alimentao trifsicas devem ser praticamente

simtricas. Um meio ambiente com baixo grau de poluio e que no exija a adoo de medidas

particulares relativas ao isolamento das buchas ou do prprio transformador. O ambiente no

sujeito a abalos ssmicos que interfiram no projeto do transformador (quando a acelerao

vertical for inferior a 2 m/s2) [12].

Tab. 2 - EXEMPLO DE ESPECIFICAO TCNICA

Item Descrio Caractersticas Garantidas

01 Quantidade 01 pea(s)

02 Normas aplicveis

NBR 5034 Buchas para tenses alternadas superiores a 1 kV

NBR 5356 Transformador de potncia - Especificao e Mtodo de

Ensaio

NBR 6821 Transformador de corrente Especificao

NBR 6856 Transformador de corrente Especificao

NBR 10202 Buchas de tenses nominais 72,5, 145 e 242kV para

transformadores e reatores de potncia

NBR 12460 Buchas de tenses nominais 15, 24,2 e 36,2kV para

transformadores e reatores de potncia

NBR 5416 Procedimentos para Carregamento de Transformadores de

Potncia

41

NBR 5458 Transformadores Terminologia

NBR 5590 Tubos de ao-carbono com ou sem costura, pretos ou

galvanizados por imerso a quente, para conduo de fluidos

NBR 5915 Chapas finas a frio de ao-carbono para estampagem

NBR 6650 Chapas finas a quente de ao-carbono para uso estrutural

NBR 6869 Lquidos isolantes eltricos - Determinao da rigidez

dieltrica (eletrodos de disco)

NBR 7037 Recebimento, instalao e manuteno de transformadores

de potncia em leo isolante mineral

NBR 7277 Medio de nvel de rudo em transformadores e reatores

Mtodo de Ensaio

IEC 137 Bushing for alternating voltages above 1000V

IEEE C57.116 Guide for Transformers Directly Connected to Generators

NR 10 Segurana em instalaes e servios em eletricidade

03

Condies ambientais do

local de instalao e

operao

Instalao Ao tempo

Nvel de Rudo permitido 74 db

Altitude acima do nvel do mar 1000m

Temperatura mxima anual 40C

Temperatura mnima anual 0C

Umidade relativa mdia 95%

Atmosfera No Agressiva

04 Alimentaes disponveis

125Vcc (faixa operacional 105-137V) para controle, alarme e sinalizao

220Vca 10 %, 60Hz, para controle, alarme, sinalizao, iluminao e aquecedores, etc.

380Vca 10 %, 60Hz, trifsico, neutro aterrado para todos os motores.

05 Requisitos eltricos Numero de fases 03

Numero de enrolamentos 02

42

Tenso primria 69kV2x2,5%

Ligao primria Delta

Tenso secundria 13,8kV

Ligao secundria Estrela com neutro acessvel

Tenso terciria NA

Ligao terciria NA

Grupo de ligao Dyn1

Polaridade Subtrativa

Freqncia 60Hz

Impedncia percentual @ 75C 12,5%

Perdas em vazio @ 75C, com

potncia, frequncia e tenses

nominais (relao mais alta) - Base

37,5MVA

100% da tenso

nominal

110% da tenso

nominal

21,7kW 31,5kW

Perdas totais @ 75C, com

comutador na posio de relao

mais alta - Base 37,5MVA

212kW

Classe do material isolante E

Corrente de Excitao

100% de tenso nominal 110% de tenso nominal

0,5% 1,7%

Rendimento com fator de potncia unitrio (base 37,5MVA)

25% de carga 50% de carga 75% de carga 100% de carga

99,64% 99,63% 99,54% 99,44%

Rendimento com fator de potncia 0,8 (base 37,5MVA)

25% de carga 50% de carga 75% de carga 100% de carga

99,55% 99,54% 99,43% 99,30%

Regulao com fator de potncia unitrio (base 37,5MVA)

43

25% de carga 50% de carga 75% de carga 100% de carga

0,176 0,448 0,817 1,281

05 Requisitos eltricos

(continuao)

Regulao com fator de potncia 0,8 (base 37,5MVA)

25% de carga 50% de carga 75% de carga 100% de carga

2,004 4,063 6,174 8,334

Potncia mxima continua

Enrolamento primrio ONAN ONAF

37,5MVA NA

Enrolamento secundrio ONAN ONAF

37,5MVA NA

Enrolamento tercirio ONAN ONAF

NA NA

Mx. elevao de temperatura em condies nominais

No Cobre Ponto mais quente leo

65C 80C 65C

06 Suportabilidade

Nvel de isolamento

Alta Tenso Baixa tenso Tercirio

Fase Neutro Fase Neutro Fase

72,5kV NA 15kV 15kV NA

Tenso suportvel nominal frequncia industrial

Alta Tenso Baixa tenso Tercirio

Fase Neutro Fase Neutro Fase

140kV NA 34kV 34kV NA

Tenso de impulso - onda plena

Alta Tenso Baixa tenso Tercirio

Fase Neutro Fase Neutro Fase

350kV NA 110kV 110kV NA

44

Tenso de impulso - onda cortada

Alta Tenso Baixa tenso Tercirio

Fase Neutro Fase Neutro Fase

385kV NA 121kV 121kV NA

07 Requisitos construtivos

Forma construtiva Com conservador com bolsa de

borracha

Lquido isolante leo mineral

Sistema de resfriamento ONAN

Terminais AT Na tampa

Terminais BT Na lateral em caixa com flange e tampa

de inspeo com visor em acrlico

08 Acessrios

Caixa de comando na cor cinza munsell N6,5 Sim

Indicador magntico de nvel do leo com contatos -

alarme/desarme Sim 2NAF

Termmetro do leo com contatos - alarme/desarme Sim 2NAF

Termmetro do enrolamento (imagem trmica) com

contatos - alarme/desarme Sim 3NAF

Vlvula de alvio de presso com contatos -

alarme/desarme

Sim 2NAF

Rel de gs tipo Buchholz com contatos -

alarme/desarme

Sim 2NAF

Rel de imagem trmica - ANSI 49 Sim 2NAF

Comutador de tap's em vazio Sim

Transformadores de Corrente

Buchas Primrias

H1 H2 H3 H0

400-5A

10B200

--kA

400-5A

10B200

--kA

400-5A

10B200

--kA

NA

NA

NA

45

Buchas Secundrias

X1 X2 X3 X0

NA

NA

NA

NA

NA

NA

NA

NA

NA

NA

NA

NA

09 Estruturas e ferragens

Conectores de alta tenso para cabos CAA at 336,4MCM

Conectores de baixa tenso e neutro tipo barra com furao para at 08

cabos de 240mm2 por fase

Conectores de aterramento para cabos de cobre de 50 a 150mm

Radiadores destacveis e com vlvulas de conteno e esvaziamento

Secador de ar a base de slica gel

Apoios para macacos

Janela de inspeo do tanque

Janela de visita do tanque

Caixa lateral com flange para os terminais BT

Janela de inspeo da caixa lateral para os terminais BT

Gancho de suspenso

Placa de identificao em inox

Placa diagramtica em inox

09 Estruturas e ferragens

(continuao)

Registrador de impacto para transportador (a devolver)

Vlvulas para drenagem e coleta de leo

Base para arraste ou apoio

Rodas bidirecionais tipo trilho (no-lisas)

Bases para pra-raios prximo s buchas AT

Vlvulas para drenagem e coleta de leo no extremo inferior do tanque e no

conservador de leo

Conexo para filtro prensa inferior adequado para tubo 50mm

Conexo para filtro prensa superior tambm usado para enchimento sob

46

vcuo localizado no topo do tanque para tubo 50mm.

10 Servios

Lista e materiais sobressalentes necessrios para a energizao do

equipamento com preos unitrios

Lista e materiais sobressalentes necessrios para 2 (dois) anos de operao

com preos unitrios

Apresentao dos desenhos do equipamento para comentrios e aprovao

Frete CIF (posto na obra) na plataforma do caminho

Manuais de montagem, operao e manuteno

Inspeo dos equipamentos na fbrica e apresentao dos relatrios dos

ensaios realizados

Superviso de montagem e acompanhamento da energizao em campo com

todas as despesas inclusas

Fornecimento e enchimento do equipamento com leo no local da instalao

incluindo todos os insumos, equipamentos e despesas inclusos

Testes em campo com emisso de relatrios (anlise do leo isolante,

resistncia de isolamento, resistncia hmica dos enrolamentos, relao de

transformao e fator de potncia do isolamento) com todas as despesas

inclusas

Treinamento operacional terico e prtico nas instalaes do Cliente

incluindo itens de operao, manuteno e segurana, com todas as

despesas inclusas

Oservaes:

1. Local de entrega e instalao do equipamento: Teotnio Vilela - AL

2. Documentos de referncia

Especificao Tcnica - Transformador Elevador 1276-13F-161G-0105

47

5555 ENSAIOSENSAIOSENSAIOSENSAIOS

5.15.15.15.1 ENSAIOS DE ACEITAOENSAIOS DE ACEITAOENSAIOS DE ACEITAOENSAIOS DE ACEITAO

Todos os ensaios devem ser realizados pelo fabricante na presena do inspetor, ou no, de conformidade

com as prescries contidas no documento de aquisio do comprador. Os ensaios de recepo devem

ser realizados de acordo com a NBR 5356.

5.1.15.1.15.1.15.1.1 Resistncia eltrica dos enrolamentosResistncia eltrica dos enrolamentosResistncia eltrica dos enrolamentosResistncia eltrica dos enrolamentos

5.1.25.1.25.1.25.1.2 Relao de espirasRelao de espirasRelao de espirasRelao de espiras

5.1.35.1.35.1.35.1.3 Deslocamento angular e sequncia de fasesDeslocamento angular e sequncia de fasesDeslocamento angular e sequncia de fasesDeslocamento angular e sequncia de fases

5.1.45.1.45.1.45.1.4 Perdas em vazio e corrente de excitaoPerdas em vazio e corrente de excitaoPerdas em vazio e corrente de excitaoPerdas em vazio e corrente de excitao

5.1.55.1.55.1.55.1.5 Perdas em carga e Perdas em carga e Perdas em carga e Perdas em carga e impedncia de curtoimpedncia de curtoimpedncia de curtoimpedncia de curto----circuitocircuitocircuitocircuito

5.1.65.1.65.1.65.1.6 Tenso aplicada e induzidaTenso aplicada e induzidaTenso aplicada e induzidaTenso aplicada e induzida

5.1.75.1.75.1.75.1.7 Resistncia de isolamentoResistncia de isolamentoResistncia de isolamentoResistncia de isolamento

5.1.85.1.85.1.85.1.8 Estanqueidade e resistncia pressoEstanqueidade e resistncia pressoEstanqueidade e resistncia pressoEstanqueidade e resistncia presso

5.1.95.1.95.1.95.1.9 Tenso aplicada fiao e aos acessriosTenso aplicada fiao e aos acessriosTenso aplicada fiao e aos acessriosTenso aplicada fiao e aos acessrios

5.1.105.1.105.1.105.1.10 Verificao do funcionamento dos acessriosVerificao do funcionamento dos acessriosVerificao do funcionamento dos acessriosVerificao do funcionamento dos acessrios

5.1.115.1.115.1.115.1.11 Inspeo visual e dimensionalInspeo visual e dimensionalInspeo visual e dimensionalInspeo visual e dimensional

5.1.125.1.125.1.125.1.12 Ensaios no leo isolEnsaios no leo isolEnsaios no leo isolEnsaios no leo isolanteanteanteante

So ensaios fundamentais capazes de diagnosticar a qualidade do leo mineral isolante, com agilidade e preciso necessria, dando subsdios confiveis ao departamento de engenharia e compras da empresa para programao e planejamento da melhor forma de atuao junto ao problema encontrado no equipamento.

So exemplos a anlise fsico-qumica e cromatografia.

A Anlise Cromatogrfica dos gases determina a concentrao dos gases dissolvidos no leo mineral isolante. A sua formao no interior dos equipamentos pode ser causa de algum tipo de problema, como mau contato entre componentes internos, fugas de energia entre espiras, esforo altas correntes de curto circuito e tempo de trabalho prolongado com cargas elevadas. Atravs de um equipamento denominado cromatgrafo possvel quantificar a concentrao dos seguintes gases: H2,

48

O2, N2, CH4, CO, CO2, C2H4, C2H6, C2H2. Um diagnstico confivel de cromatografia baseado na avaliao da evoluo dos gases em relao s anlises anteriores. A anlise fsico-qumica determina a capacidade de isolao e o estado de envelhecimento do leo mineral. Os resultados so comparados aos valores pr-estabelecidos em normas. Valores fora dos limites especificados indicam necessidade de tratamento termo-vcuo, substituio ou regenerao do leo mineral. Os leos minerais nos transformadores, alm da propriedade de isolamento, tm a funo de resfriamento. Assim o elemento fludo transfere o calor desenvolvido e gerado nos circuitos magnticos dos enrolamentos e tambm no ncleo ferro magntico, atravs das correntes convectivas para a carcaa do transformador e este, por sua vez transfere este calor para o meio ambiente. Como o papel tambm um agente isolante, cabe ao leo fazer o isolamento dos enrolamentos entre eles e em relao ao circuito magntico e a carcaa.

5.1.135.1.135.1.135.1.13 Verificao da aderncia e da espessura da pinturaVerificao da aderncia e da espessura da pinturaVerificao da aderncia e da espessura da pinturaVerificao da aderncia e da espessura da pintura

5.1.145.1.145.1.145.1.14 Ensaio de aderncia da galvanizaoEnsaio de aderncia da galvanizaoEnsaio de aderncia da galvanizaoEnsaio de aderncia da galvanizao

5.25.25.25.2 ENSAIOS DE TIPOENSAIOS DE TIPOENSAIOS DE TIPOENSAIOS DE TIPO

Em geral, os ensaios de tipo so dispensados pelo comprador quando o fabricante exibe resultados de ensaios anteriormente executados sobre transformadores do mesmo projeto. So exemplos destes:

5.2.15.2.15.2.15.2.1 Elevao de temperaturaElevao de temperaturaElevao de temperaturaElevao de temperatura

5.2.25.2.25.2.25.2.2 Tenso suportvel nominal de impulso atmosfricoTenso suportvel nominal de impulso atmosfricoTenso suportvel nominal de impulso atmosfricoTenso suportvel nominal de impulso atmosfrico

5.2.35.2.35.2.35.2.3 Nvel de rudoNvel de rudoNvel de rudoNvel de rudo

5.35.35.35.3 ENSAIOS ESPECIAISENSAIOS ESPECIAISENSAIOS ESPECIAISENSAIOS ESPECIAIS As vezes, dada a importncia da instalao ou seu grau de periculosidade pode ser exigidos ensaios especiais. So exemplos destes:

5.3.15.3.15.3.15.3.1 Medio da impedncia de sequncia zeroMedio da impedncia de sequncia zeroMedio da impedncia de sequncia zeroMedio da impedncia de sequncia zero

5.3.25.3.25.3.25.3.2 Medio do Fator de Potncia do Isolamento do Transformador e suas BuchasMedio do Fator de Potncia do Isolamento do Transformador e suas BuchasMedio do Fator de Potncia do Isolamento do Transformador e suas BuchasMedio do Fator de Potncia do Isolamento do Transformador e suas Buchas

5.3.35.3.35.3.35.3.3 Nvel de TenNvel de TenNvel de TenNvel de Tenso de Radiointerfernciaso de Radiointerfernciaso de Radiointerfernciaso de Radiointerferncia

5.3.45.3.45.3.45.3.4 Grau de PolimerizaoGrau de PolimerizaoGrau de PolimerizaoGrau de Polimerizao

49

5.45.45.45.4 ENSAIOS NOS TCS DE BENSAIOS NOS TCS DE BENSAIOS NOS TCS DE BENSAIOS NOS TCS DE BUCHAUCHAUCHAUCHA

5.4.15.4.15.4.15.4.1 Relao de transformao de todas as derivaesRelao de transformao de todas as derivaesRelao de transformao de todas as derivaesRelao de transformao de todas as derivaes

5.4.25.4.25.4.25.4.2 Tenso induzida;Tenso induzida;Tenso induzida;Tenso induzida;

5.4.35.4.35.4.35.4.3 Tenso aplicadaTenso aplicadaTenso aplicadaTenso aplicada

5.4.45.4.45.4.45.4.4 Polaridade;Polaridade;Polaridade;Polaridade;

5.4.55.4.55.4.55.4.5 Exatido;Exatido;Exatido;Exatido;

5.4.65.4.65.4.65.4.6 Resistncia eltrica dos enrolamentosResistncia eltrica dos enrolamentosResistncia eltrica dos enrolamentosResistncia eltrica dos enrolamentos

5.4.75.4.75.4.75.4.7 Corrente suportvel nominal de curta Corrente suportvel nominal de curta Corrente suportvel nominal de curta Corrente suportvel nominal de curta durao (corrente trmica nominal);durao (corrente trmica nominal);durao (corrente trmica nominal);durao (corrente trmica nominal);

5.4.85.4.85.4.85.4.8 Valor de crista nominal da corrente suportvel (corrente dinmica nominalValor de crista nominal da corrente suportvel (corrente dinmica nominalValor de crista nominal da corrente suportvel (corrente dinmica nominalValor de crista nominal da corrente suportvel (corrente dinmica nominal

5.55.55.55.5 ENSAIOS NAS BUCHASENSAIOS NAS BUCHASENSAIOS NAS BUCHASENSAIOS NAS BUCHAS

5.65.65.65.6 ENSAIOS DO COMUTADORENSAIOS DO COMUTADORENSAIOS DO COMUTADORENSAIOS DO COMUTADOR DE DERIVAESDE DERIVAESDE DERIVAESDE DERIVAES

6666 NORMASNORMASNORMASNORMAS

NBR 5034 Buchas para tenses alternadas superiores a 1 kV; NBR 5356-1 Transformadores de potncia - Parte 1: Generalidades; NBR 5356-2 Transformadores de potncia - Parte 2: Aquecimento; NBR 5356-3 Transformadores de potncia - Parte 3: Nveis de isolamento, ensaios dieltricos e espaamentos externos em ar; NBR 5356-4 Transformadores de potncia - Parte 4: Guia para ensaio de impulso atmosfrico e de manobra para transformadores e reatores; NBR 5356-5 Transformadores de potncia - Parte 5: Capacidade de resistir a curtos-circuitos NBR 5416 Aplicao de cargas em transformadores de potncia - Procedimento; NBR 5458 Transformadores de Potencia - Terminologia; NBR 6323 Galvanizao de Produtos de Ao ou Ferro Fundido; NBR 6856 Transformadores de corrente; NBR 6869 Lquidos Isolantes Eltricos - Determinao da Rigidez Dieltrica dos Isolantes. Mtodos dos Eletrodos e Disco; NBR 6940 Tcnicas de Ensaios Eltricos de Alta Tenso - Medio de Descargas Parciais;

50

NBR7070 Amostragem de gases e leo mineral isolante de equipamentos eltricos e anlise dos gases livres e dissolvidos; NBR 7277 Transformadores e Reatores - Determinao do Nvel de Rudo - Mtodo de Ensaio; NBR 7289 Cabos de controle com isolao extrudada de PE ou PVC para tenses at 1 kV - Requisitos de desempenho; NBR 8667-1 Comutadores de Derivao - Parte 1: Especificao e Ensaios;