Transformadores de Potência

Sinopse

A energia eléctrica, desde a sua origem até aos consumidores finais, sofre diversas transformações do nível de tensão, que se realizam nas subestações e postos de transformação, onde a tensão é elevada ou reduzida.
A operação de modificação do nível da tensão é feita pelos transformadores de potência, que desempenham um papel chave no transporte e distribuição de energia.
Esta obra tem por objectivo dotar os profissionais do sector eléctrico na área da energia e os estudantes finalistas do curso de Engenharia Electrotécnica de uma ferramenta prática, complementada por conceitos teóricos devidamente apresentados e enquadrados, que lhes permita um conhecimento mais profundo desta máquina eléctrica – princípio de funcionamento, tipos, características e componentes, aplicações e tipos de defeitos e as proteções que devem ser utilizadas – e projetar, construir e manter instalações eléctricas com transformadores de potência.

Índice

ÍNDICE DE TABELAS E FIGURAS

1. INTRODUÇÃO

2. NORMAS E REGULAMENTOS APLICÁVEIS

3. TENSÕES NORMALIZADAS E TENSÕES DE SERVIÇO

4. PRINCIPIOS TEÓRICOS
4.1 Conceitos gerais
4.2 Impedância reflectida
4.3 Transformador ideal e transformador real

5. TIPOS CONSTRUTIVOS
5.1 Transformadores isolados a óleo
5.2 Transformadores isolados a gás
5.3 Transformadores secos
5.4 Transformadores monofásicos e autotransformadores
5.5 Transformadores de fases dissociadas
5.6 Transformadores de três enrolamentos
5.7 Transformadores zig-zag de ligação à terra
5.8 Transformadores desfasadores

6. COMPONENTES E MATERIAIS
6.1 Introdução
6.2 Núcleo
6.3 Enrolamentos
6.4 Materiais de isolamento dos enrolamentos
6.5 Cuba, radiadores e conservador
6.6 Travessias
6.7 Sistema de refrigeração
6.8 Comutadores de tomadas e regulação em carga
6.9 Protecções intrínsecas
6.10 Acessórios

7. PARÂMETROS E CARACTERÍSTISCAS DOS TRANSFORMADORES
7.1 Potência nominal
7.2 Tensões e frequência
7.3 Perdas e rendimento
7.4 Perdas magnéticas e histerese
7.5 Tensão de curto-circuito
7.6 Grupo de ligações

8. REFRIGERAÇÃO DOS TRANSFORMADORES
8.1 Considerações gerais
8.2 Tipos de refrigeração e fluídos
8.3 Refrigeração e potência nominal

9. DEFEITOS NOS TRANSFORMADORES E PROTECÇÕES
9.1 Introdução
9.2 Defeitos no óleo, no gás e no isolamento dos enrolamentos
9.3 Defeitos nos enrolamentos
9.4 Defeitos no núcleo
9.5 Sobreaquecimento e sobrecargas
9.6 Protecções intrínsecas
9.7 Protecção diferencial
9.8 Protecção contra sobrintensidades
9.9 Protecção restrita de defeitos à terra
9.10 Protecção contra sobrecargas
9.11 Protecção contra descargas atmosféricas

10. OPERAÇÃO DE TRANSFORMADORES
10.1 Entrada em serviço dos transformadores
10.2 Paralelo de transformadores

11. ENSAIOS
11.1 Ensaios em fábrica
11.2 Ensaios em obra e comissionamento
11.3 Ensaios e características do óleo

12. TRANSPORTE E MONTAGEM
12.1 Transporte
12.2 Instalação
12.3 Fossa de óleo e separador óleo água
12.4 Protecção contra incêndios

13. PRINCÍPIOS DE MANUTENÇÃO
13.1 Introdução
13.2 Inspecção visual
13.3 Falhas nos transformadores
13.4 Diagnóstico e controlo online
13.5 Programação de manutenção preventiva e inspecções
13.6 Análise do óleo e recolha de amostras
13.7 Ensaios
13.8 Termografia por infravermelhos

ANEXOS

ANEXO 1 – SISTEMAS TRIFÁSICOS – CONCEITOS GERAIS
A1.1 Princípios básicos
A1.2 Ligação dos sistemas trifásicos
A1.3 Desfasagem entre correntes e tensões. Potências eléctricas e factor de potência
A1.4 Queda de tensão
A1.5 Componentes simétricas

ANEXO 2 – LEIS FUNDAMENTAIS DA ELECTROTECNIA
A2.1 Lei de Ohm
A2.2 Lei de Joule
A2.3 Leis de Kirchhoff
A2.4 Lei de Gauss
A2.5 Lei de Ampère-Maxwell
A2.6 Leis de Lenz e de Faraday

ANEXO 3 – ÍNDICES DE PROTECÇÃO DOS EQUIPAMENTOS
A3.1 Introdução
A3.2 Índice de proteção dos equipamentos contra a penetração de corpos sólidos e de água
A3.3 Índice de proteção dos equipamentos contra os impactos mecânicos

ANEXO 4 – SISTEMA DE UNIDADES

ANEXO 5 – REGIMES DE NEUTRO EM INSTALAÇÕES DE MAT, AT, MT E BT
A5.1 Introdução e objectivos
A5.2 Geradores.
A5.3 Transformadores MAT/MAT, MAT/AT e AT/MT
A5.4 Redes de transporte MAT e AT
A5.5 Redes de distribuição e utilização MT
A5.6 Redes de distribuição e utilização BT
A5.7 Redes de distribuição e utilização BT (notas finais)

BIBLIOGRAFIA

Sobre o Autor

Manuel Bolotinha, MSc, licenciou-se em 1974 em Engenharia Electrotécnica (Ramo de Energia e Sistemas de Potência) no Instituto Superior Técnico – Universidade de Lisboa (IST/UL), onde foi Professor Assistente, e obteve o grau de Mestre em Abril de 2017 em Engenharia Electrotécnica e de Computadores na Faculdade de Ciências e Tecnologia – Universidade Nova de Lisboa (FCT-UNL).
Tem desenvolvido a sua actividade profissional nas áreas do projecto, fiscalização de obras e gestão de contratos de empreitadas designadamente de projectos de geração e transporte de energia, instalações industriais e infra-estruturas de distribuição de energia, aero-portuárias e ferroviárias, não só em Portugal, mas
também em África, na Ásia e na América do Sul.
Membro Sénior da Ordem dos Engenheiros, tendo conduzido cursos de formação, de cujos manuais é autor, em Portugal, África e Médio Oriente.
É também autor de diversos artigos técnicos publicados em Portugal e no Brasil e de livros técnicos, em português e inglês, e tem proferido palestras na OE, ANEP,
FCT-UNL, IST e ISEP.