Ensaios De Transformadores Monofásicos

INTRODUÇÃO

O transformador é um dispositivo com função principal de elevar ou rebaixar valores de tensões ou correntes elétricas, mas pode ser utilizado também para isolar determinados circuitos elétricos e também em alguns conversores CC-CC e CC-CA, tendo assim grandes aplicações nos sistemas de potências de transmissão e distribuição de energia elétrica.

As bases do seu funcionamento estão nas leis de Faraday-Lenz e Ampère. Tendo conhecimentos da Lei de Faraday-Lenz, chega-se a conclusão que o transformador não funciona com corrente continua, a não ser em determinados conversores como o push pull, mas este não é o foco desta matéria.

Um transformador ideal não apresenta perdas (cobre e núcleo) e possui um fator de empacotamento unitário, sendo assim, ele possui um rendimento de 100%. Já um real possui dispersão de fluxo magnético e perdas no cobre e núcleo.

Os ensaios realizados nos transformadores têm como objetivo principal o levantamento da curva CARGA x RENDIMENTO. Onde se estimam os limites do dispositivo. Os principais tipos de ensaios realizados são os ensaios em vazio e curto circuito, com objetivo de levantamento do Xeq e Req (curto-circuito) e Xm e Rc (Vazio).

ENSAIOS A VAZIO E DE CURTO-CIRCUITO REALIZADOS EM UM TRANSFORMADOR MONOFÁSICO

Uma forma direta e fácil de determinar os parâmetros do transformador é através de ensaios que envolvem pouco consumo de energia, que são: O ensaio a vazio e o ensaio em curto circuito. O consumo de energia é apenas o necessário para suprir as perdas associadas envolvidas.

1. O ensaio a vazio é realizado a fim de determinar as perdas que ocorrem no núcleo do transformador, perdas por histerese e perdas por correntes parasita, PHF, e também os termos do ramo desmagnetização do circuito equivalente, Rm e XLm . Apesar de poder ser feito tanto do lado de AT quanto de BT, por medida de segurança, esse ensaio é realizado no lado de menor tensão, já que é necessário aplicar o valor de tensão nominal, mantendo o outro lado aberto.

O secundário é deixado em aberto (não ligado a qualquer carga), sendo o enrolamento primário ligado à tensão nominal. Dado que o secundário está em vazio, nenhuma corrente flui nele e, consequentemente:

a) nenhuma energia é transmitida para aquele ramo do circuito

b) as perdas de Joule, no enrolamento secundário, são nulas. Verifica-se, entretanto, que o watímetro e o amperímetro, inseridos no circuito do primário, mostram valores não nulos – esta energia é “gasta” no enrolamento primário (Joule) e no núcleo de ferro (Eddy e histerese). Dado que o valor de RP e XP são muito inferiores a RC e Xm, poderemos dizer que a energia gasta neste ensaio é atribuível às perdas de Eddy e de Histerese, denominadas de perdas no ferro – PFE.

Além deste valor de perdas, poderemos ainda determinar o fator de potência do transformador, em vazio. Este valor é importante, pois muitas vezes o transformador é deixado sem carga, tendo, do ponto de vista do fornecedor de energia, energia reativa (consumida ou produzida) que importa conhecer.

2. Ensaio de Curto-Circuito tem como objetivo determinar os demais parâmetros do circuito equivalente, além das perdas ocorridas