Tipos de transformadores
A menos que você seja um daqueles super-heróis que sobem em postes, consertam subestações e fazem testes elétricos, você provavelmente não pensa em transformadores o tempo todo.
Bem, isso vai mudar agora.
Transformadores estão em toda parte.
E acredite, você desfruta dos benefícios deles todos os dias, quer você perceba, quer não.
Em nossas casas, usamos corrente alternada (CA) porque é mais fácil de gerar e transmitir. A CA é transmitida em tensões mais altas e então transformada em uma tensão mais baixa, mais segura e utilizável, alimentando a eletricidade que todos nós conhecemos e amamos e sem a qual não conseguimos viver!
Hoje, não vamos entrar em detalhes sobre como os transformadores funcionam, já que este blog é sobre os tipos de transformadores. Mas, falando de maneira bem elementar, os transformadores recebem tensões mais altas e as convertem em tensões mais baixas e utilizáveis, como mencionamos acima. Se você estiver interessado em aprender mais sobre a ciência por trás dessa transformação eletromagnética, recomendamos assistir a esta breve animação.
Então, quais tipos de transformadores existem?
Transformadores de potência
Um transformador de potência transfere eletricidade entre um gerador e os circuitos primários de distribuição. Fica um pouco confuso porque muitos usam o termo "transformador de potência" para abranger um conjunto de transformadores, em vez de um tipo de projeto específico. Da mesma forma, alguns até se referem a grandes transformadores de transmissão como transformadores de potência, para os diferenciar facilmente dos transformadores de distribuição.
Independentemente da definição exata, os transformadores de potência podem ter uma de três funções: aumentar a tensão de saída do gerador para o nível de tensão do sistema de transmissão, reduzir as tensões de transmissão para níveis seguros para distribuição ou reduzir a tensão para o nível do sistema de energia auxiliar em uma estação geradora.
Os transformadores de potência também podem se enquadrar em uma destas classes: classe I ou classe II. Um sistema de nomenclatura muito original, diria eu. De qualquer forma, transformadores de potência classe I têm enrolamentos de alta tensão de até 69 kV, enquanto os de potência classe II têm enrolamentos de alta tensão entre 115 kV e 765 kV.
Só para complicar um pouco mais as coisas, você também pode categorizá-los por tamanho: pequeno, médio ou grande. Transformadores de potência pequenos ficam abaixo de 69 kV, médios até 230 kV, e os grandes ficam entre 138 e 765 kV.
Autotransformadores
Agora, vamos complicar as coisas ainda mais. Os autotransformadores tecnicamente se enquadram na categoria de transformadores de potência grandes, mas geralmente são usados como transformadores interligados de transmissão, que podem ser usados tanto no modo de aumento quanto no de redução. O que é um transformador interligado? Ótima pergunta. Um transformador interligado ajuda a conectar redes de CA de diferentes tensões entre si, o que é uma característica muito importante em uma rede elétrica.
Normalmente, seus autotransformadores serão os maiores transformadores de potência nominal em seu sistema de transmissão, funcionando com uma carga bastante equilibrada e constante. Eles também são mais econômicos do que ter transformadores de potência com enrolamento separado, pois há uma conexão física entre o enrolamento em série e o comum. Basicamente, isso significa que o enrolamento de alta tensão é composto do enrolamento em série com o enrolamento comum, enquanto o enrolamento de baixa tensão é o enrolamento comum.
Ainda está confuso? Eu também estou. Mas tudo do que você realmente precisa saber é que essa configuração ocupa um terço do espaço de um transformador convencional da mesma classificação, o que é uma grande vantagem.
O ideal é que seu autotransformador não tenha menos da metade do tamanho de um transformador convencional, já que você precisa levar em conta o espaço que as derivações e os enrolamentos terciários ocupam. Menos da metade do tamanho não é ideal para o desempenho.
No entanto, há uma desvantagem nos autotransformadores: baixa impedância. Com uma baixa impedância, a corrente de curto-circuito de um autotransformador é muito maior do que a de um transformador convencional. Para neutralizar isso, os autotransformadores geralmente são projetados com uma impedância maior que o normal, o que apenas torna o tamanho real da unidade maior, contradizendo o aspecto positivo que mencionamos acima. Ai.
Transformadores de elevação de tensão de gerador
Seguindo direto para GSUs, ou transformadores de elevação de tensão de gerador. Quem não gosta de uma boa sigla, certo?
De qualquer forma, os GSUs (às vezes também chamados de transformadores principais ou unitários) aumentam a tensão de um gerador para a maior tensão de transmissão de uma rede de transmissão. Essa definição é apenas uma reorganização da própria frase, quebrando literalmente todas as regras de etiqueta de definição que já aprendi. Muito útil, mas acho que vou deixar passar.
Conectados diretamente ao gerador, os GSUs normalmente são operados com uma carga constante próxima à sua classificação máxima. Como trabalham constantemente em temperatura nominal, eles envelhecem muito mais rápido do que outros transformadores. Se você já leu algum desses blogs antes, sabe que calor excessivo nunca é bom. A menos que você seja um cacto...
Os GSUs geralmente não são protegidos por um disjuntor entre o gerador e o transformador, então eles também podem ser bastante afetados pela corrente de falha (e por longos períodos), o que pode levar a grandes sobretensões. Se um disjuntor de gerador for usado, você poderá efetivamente contar com um GSU para alimentar os sistemas auxiliares de uma rede.
Já está cansado dessa conversa sobre transformadores? Aguente firme, já estamos quase terminando.
Transformadores auxiliares
Transformadores auxiliares fornecem energia para cargas auxiliares de uma usina geradora (pense em bombas de alimentação, bombas de refrigeração e dispositivos de segurança que uma usina elétrica precisa para funcionar). Existem alguns tipos diferentes de transformadores auxiliares que vale a pena conhecer, mas, felizmente, temos mais siglas para facilitar nossa vida.
Um transformador auxiliar unitário (UAT) está conectado ao mesmo barramento que o gerador, reduzindo a tensão para alimentar os barramentos do sistema de energia auxiliar. Sempre que o gerador estiver funcionando, o UAT estará fornecendo a carga auxiliar.
O transformador auxiliar de reserva (RAT) ou transformador auxiliar de partida (SAT) são transformadores de backup que são conectados a um sistema de alta tensão externo – fornecendo energia auxiliar à fábrica durante partidas ou períodos de interrupção.
Todos os transformadores auxiliares são relativamente cruciais para o funcionamento seguro de uma fábrica, então você não quer ter problemas com eles, ou poderá enfrentar um possível desligamento da unidade. Não é nada bom.
Bem, infelizmente ficamos nosso tempo acabou, mas ainda temos vários transformadores para explorar. Então, não deixe de voltar na semana que vem para descobrir quais deixamos de fora. Você não vai se arrepender. Enquanto isso, confira este Guia de medições de relação de transformadores, se estiver pronto para avançar no programa de teste de transformadores.
- Meredith Kenton, Especialista em Marketing Digital. Tem alguma ideia para um blog? Mande um e-mail para mim
