O poder por trás da rede: um guia abrangente para transformadores-trifásicos
O transformador-trifásico é realmente a espinha dorsal das redes elétricas atuais. Ele move energia elétrica entre circuitos usando indução eletromagnética, e faz isso com três correntes CA que permanecem perfeitamente sincronizadas-cada uma deslocada em cerca de 120 graus das outras. Em termos simples: em comparação com configurações monofásicas-, a energia trifásica-tende a ser mais eficiente e oferece às concessionárias e às grandes indústrias a estabilidade de que precisam.
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Construção principal (como é construída)
A maioria dos transformadores-trifásicos se enquadra em alguns projetos comuns:
Tipo-principal
Este tem três membros centrais verticais, todos amarrados por cangas superiores e inferiores. É popular, especialmente para transmissão de alta-tensão, porque é relativamente compacto e prático.
Tipo-de shell
Aqui, o núcleo magnético basicamente envolve o
enrolamentos. Esse design é conhecido por oferecer proteção mecânica mais forte, o que pode ser um grande problema em condições-reais.
Banco-trifásico
Em vez de uma grande unidade-trifásica, você verá três transformadores-monofásicos separados e agrupados. Uma vantagem interessante (e às vezes útil) é que, se uma unidade falhar, as outras duas poderão continuar funcionando com capacidade reduzida-isso geralmente é chamado de configuração delta-aberta.
Conexões de enrolamento (o "estilo de fiação" é importante)
A forma como os enrolamentos são conectados tem muito a ver com o comportamento do transformador em um
sistema de energia:
Delta (△)
Numa ligação delta, os enrolamentos formam um circuito fechado. Delta é resistente e lida bem com situações de alta corrente. Também pode ajudar a “conter” certos problemas harmônicos melhor do que algumas alternativas.
Estrela (Y)
Com uma conexão estrela (ou estrela), os enrolamentos se encontram em um ponto neutro comum. Essa é a parte que permite fazer o aterramento e fornece um fio neutro, que é especialmente útil para alimentar muitas-cargas monofásicas-como as que você veria em sistemas residenciais.
Combinações de conexão padrão comuns:
Yd11: estrela de alta-tensão, delta-de baixa tensão; a baixa tensão fica 30 graus atrás da alta tensão. Típico para transformadores-redutores, como sistemas de 110kV/10kV.
Yyn0: Ambos os lados em estrela, neutro de baixa-tensão aterrado. A escolha-para transformadores de distribuição (10kV/0,4kV, 380/220V).
Dyn11: Delta de alta-tensão, estrela de baixa-tensão com neutro aterrado. Popular em redes urbanas porque domina muito bem os harmônicos.
Aa0: Estrela em ambos os lados, neutro geralmente não aterrado. Principalmente para transformadores pequenos-de baixa potência.
Por que um transformador-trifásico em vez de três simples?
Você poderia usar três transformadores-monofásicos, mas na maioria das vezes os engenheiros não o fazem-porque geralmente é apenas mais complicado e caro. Um transformador-trifásico normalmente vence por alguns motivos:
Eficiência: Utiliza menos cobre e aço em geral, portanto as perdas de energia tendem a ser menores.
Pegada menor: Menos espaço, menos complexidade de instalação, logística mais fácil (principalmente quando se trata de utilidades).
Custo: Em muitos casos, acaba sendo cerca de 15–20% mais barato do que três transformadores separados com a mesma capacidade combinada. Não é uma pequena diferença, honestamente.
Proteção e resfriamento (mantendo-o vivo)
Os transformadores de potência são desenvolvidos para lidar com cargas pesadas, mas ainda precisam de proteção-porque as falhas internas podem se tornar desagradáveis rapidamente. As salvaguardas e métodos de resfriamento comuns incluem:
Óleo isolante: Esse material tem uma função dupla. Ele resfria o transformador e também atua como isolante elétrico (para que o sistema permaneça seguro).
Revezamento Buchholz: um dispositivo de segurança que monitora o acúmulo de gás ou picos de óleo, que podem acontecer quando algo dá errado no interior.
Radiadores e/ou ventiladores: Quando o transformador está trabalhando duro, o calor aumenta rapidamente. Isso ajuda a eliminar o calor para que a unidade dure mais.
