O sistema trifásico é usado para gerar, transmitir e distribuir energia elétrica. Gera energia em grande escala para atender às necessidades de indústrias e estabelecimentos comerciais. Três transformadores monofásicos idênticos são conectados adequadamente ou combinados em um único núcleo para formar um sistema trifásico.Com base em diversos tipos de necessidades industriais, os transformadores elevadores e redutores são empregados para geração, transmissão e distribuição de energia elétrica.A construção de um trifásico transformador A unidade é econômica porque consome menos material em comparação com a conexão de três transformadores monofásicos individuais. Além disso, o sistema trifásico transfere energia CA em vez de CC e é simples de construir.
O que é um transformador trifásico?
Como se sabe, um transformador monofásico é um dispositivo capaz de transferir energia elétrica de um circuito para um ou mais circuitos com base no conceito de indução mútua. É composto por duas bobinas - uma primária e uma secundária, que ajuda a transformar a energia. A bobina primária é conectada a uma fonte monofásica, enquanto a secundária é conectada a uma carga.
Da mesma forma, um transformador trifásico consiste em três bobinas primárias e três bobinas secundárias e é representado como trifásico ou 3ɸ. Um sistema trifásico pode ser construído usando três transformadores monofásicos idênticos individuais, e tal transformador trifásico é conhecido como banco de três transformadores. Por outro lado, o transformador trifásico pode ser construído em um único núcleo. Os enrolamentos de um transformador podem ser conectados em configurações delta ou estrela. O funcionamento do sistema trifásico é semelhante ao de um transformador monofásico e são normalmente empregados em usinas de geração de energia.
Construção de transformador trifásico
O diagrama de um transformador trifásico é mostrado na figura abaixo.
Diagrama do transformador trifásico
Um transformador trifásico de uma única unidade é amplamente utilizado porque é mais leve, mais barato e ocupa menos espaço do que o banco de três transformadores monofásicos. A construção do transformador trifásico é de dois tipos: tipo Core e tipo Shell.
Construção de tipo de núcleo
Neste tipo de construção, existem três núcleos e duas culatras. Cada núcleo tem enrolamentos primários e secundários feridos em espiral, conforme mostrado na figura. Cada perna do núcleo carrega enrolamentos de alta e baixa tensão. O núcleo é laminado para minimizar as perdas por correntes parasitas no núcleo e no garfo. Como é mais fácil laminar o enrolamento de baixa tensão (LV) do que o enrolamento de alta tensão (HV). Os enrolamentos de baixa tensão são posicionados próximos ao núcleo com isolamento apropriado e dutos de óleo entre eles, enquanto os enrolamentos de alta tensão são colocados acima dos enrolamentos de baixa tensão com isolamento adequado e dutos de óleo entre eles.
Transformador tipo núcleo
Transformador Tipo Shell
O transformador trifásico tipo shell é geralmente construído empilhando três transformadores monofásicos individuais. Três fases de um transformador tipo casca são independentes do que o transformador tipo núcleo, enquanto cada fase tem um circuito magnético individual. Esses circuitos magnéticos são paralelos entre si e o fluxo induzido por cada enrolamento está em fase. O transformador tipo shell é altamente preferido, pois as formas de onda de tensão são menos distorcidas.
Transformador Tipo Shell
Trabalho de transformadores trifásicos
A figura abaixo mostra o transformador trifásico, em que três núcleos são colocados a 120˚ um do outro. Esta figura é simplificada para mostrar apenas os enrolamentos primários e sua conexão à fonte de alimentação trifásica. Assim que a alimentação trifásica é excitada, as correntes IR, IY e IB são transportadas pelos enrolamentos primários, induzindo assim os fluxos ɸR, ɸY e ɸB individualmente em cada núcleo. A perna central carregará a soma de todos os fluxos e a perna central combinou todas as pernas de um núcleo.
Por exemplo, se a soma das correntes IR + IY + IB for zero em um sistema trifásico, então a soma de todos os três fluxos também se torna zero, resultando na perna central sem fluxo. Portanto, remover a perna central não faz diferença para outras condições do transformador.
Funcionamento do transformador trifásico
Conexões de transformador trifásico
Várias conexões de transformador trifásico são descritas abaixo.
Configuração primária | Configuração Secundária |
Wye | Wye |
Wye | Delta |
Delta | Wye |
Delta | Delta |
As configurações Wye e Delta são aplicadas para transformadores trifásicos porque as conexões Wye fornecem as opções de tensões múltiplas, enquanto as configurações delta oferecem alta confiabilidade. O diagrama de fase de Wye e Delta é fornecido abaixo. Para conexão em estrela, todos os pontos negativos ou positivos dos enrolamentos devem ser amarrados juntos. No entanto, na conexão delta, as polaridades do enrolamento são conectadas de forma inversa. A diferença de fase entre quaisquer duas fases é 120˚.
Enrolamentos de Fase
Conexão Wye-Wye
O diagrama dos transformadores conectados em Y-Y é mostrado abaixo. Pode servir para cargas monofásicas e trifásicas. Nesta conexão, todos os enrolamentos terminando com pontos são conectados às fases A, B e C, enquanto as terminações não pontilhadas são conectadas para se tornarem os centros da configuração “Y”.
Conexão Wye Wye
Conexão Estrela-Delta
A conexão Y-Delta mostrada na figura abaixo mostra que os enrolamentos secundários (que estão na parte inferior da figura) são conectados para formar uma corrente. Os enrolamentos com conexão de ponto em um lado são conectados com a conexão sem ponto do outro lado para formar o loop “Delta”.
Conexão Wye Delta
Conexão Delta-Wye
A conexão de Delta-Y é mostrada na figura abaixo. Esse tipo de configuração permite que o secundário conectado em estrela conecte várias tensões, como linha a linha ou neutro. Como a configuração delta-estrela apresenta uma mudança de fase de 30˚ entre primária e secundária, ela não pode ser usada para conectar em paralelo com as configurações delta-delta e Y-Y.
Conexão Delta Wye
Conexão Delta-Delta
O diagrama da conexão delta-delta é mostrado abaixo. Essas conexões podem ser feitas com três transformadores monofásicos idênticos ou um transformador trifásico. A configuração delta-delta é preferida devido à sua confiabilidade inerente.
Conexão Delta Delta
Vantagens / desvantagens de um transformador trifásico
As vantagens e desvantagens de um transformador trifásico são discutidas abaixo.
Vantagens de um transformador trifásico
- Precisa de menos espaço para instalar e é mais fácil de instalar
- Menos peso e tamanho reduzido
- Maior eficiência
- Baixo custo
- O custo do transporte é baixo
Desvantagens de um transformador trifásico
- A unidade inteira desliga em caso de falha ou perda em qualquer unidade de um transformador, pois um núcleo comum é compartilhado por todas as três unidades.
- Os custos de reparo são mais altos
- O custo das unidades sobressalentes é alto
FAQs
1). Mencione as aplicações do transformador trifásico
Os transformadores trifásicos são usados em redes elétricas, transformadores de potência e como transformadores de distribuição
2). Quais são os tipos de transformador trifásico?
Os quatro tipos de transformadores trifásicos incluem: Delta-Delta (Dd), Estrela-Estrela (Yy), Estrela-Delta (Yd) e Delta-Estrela (Dy)
3). O que acontece se um motor trifásico perder uma fase?
Se um motor trifásico perder uma fase durante a operação, o motor continua a operar em menos velocidade e experimenta vibrações. A corrente também aumenta abruptamente em outras fases, levando ao aquecimento interno dos componentes de um motor.
4). Em que condição delta / estrela funciona satisfatoriamente?
A conexão estrela-triângulo funciona satisfatoriamente com grandes cargas desequilibradas e balanceadas. Ele pode lidar com componentes de terceiro harmônico por causa das correntes circulantes no delta.
5). Para a conexão Wye-Wye, qual é a mudança de fase?
A mudança de fase é de 0 graus.
Embora um transformador monofásico seja o preferido pela maioria das indústrias, ele não é adequado para grande distribuição de energia. Portanto, os sistemas trifásicos são usados por grandes indústrias para gerar energia em grande escala.
Neste artigo, discutimos vários benefícios e algumas desvantagens oferecidos por um Transformador trifásico . Também nos concentramos em um transformador trifásico e sua construção e várias configurações. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função do transformador trifásico?
