Transformador trifásico

Um transformador trifásico pode ser imaginado como sendo constituído por três transformadores monofásicos individuais ligados entre si. Num transformador monofásico, os enrolamentos primário e secundário estão dispostos cada um numa perna do núcleo de ferro fechado. A função do transformador é mantida se os enrolamentos estiverem dispostos um sobre o outro em apenas uma das duas pernas do núcleo. Estes três transformadores monofásicos podem ser unidos com as suas pernas livres do núcleo, pelo que os fluxos magnéticos, cada um deslocado em 120 graus, são sobrepostos.

Fluxo magnético e forma do desenho

Se as três fases de um circuito em estrela forem carregadas da mesma forma, o condutor neutro comum permanece sem corrente, uma vez que a soma da corrente é zero em média ao longo do tempo devido às posições das fases. O fluxo magnético é proporcional ao fluxo de corrente, o que significa que os fluxos magnéticos se anulam mutuamente no percurso do núcleo comum. A perna do núcleo comum sem enrolamento pode, por conseguinte, ser omitida, pelo que o transformador trifásico apenas necessita de um núcleo EI com três pernas.

Designações de tensão e disposição dos enrolamentos

As tensões no lado primário de um transformador trifásico são referidas como a tensão superior e a tensão inferior no lado secundário. A tensão de entrada e de saída pode ser ligada em delta ou em estrela. A tensão superior mais elevada encontra-se normalmente no enrolamento exterior, que proporciona um melhor isolamento elétrico do núcleo.

Grupos de comutação e tipos de ligação

O tipo de circuito, também conhecido como grupo de comutação, descreve a ligação dos lados primário e secundário. Os geradores trifásicos ligados em estrela têm quatro ligações: três condutores de fase e um condutor neutro. Para o transporte de energia na rede de alta tensão, o condutor neutro pode ser omitido se os enrolamentos secundários do transformador estiverem ligados numa ligação em triângulo. Na rede de baixa tensão ou doméstica, a tensão é transformada para baixo. Se o lado secundário estiver ligado numa ligação em estrela, é criado um sistema trifásico de quatro fios com o condutor neutro. Isto significa que três redes monofásicas independentes podem ser operadas simultaneamente.

Designação dos grupos de comutação

Os tipos de comutação dos transformadores trifásicos estão identificados com letras maiúsculas para o lado primário e letras minúsculas para o lado secundário, seguidas de um número.
Y / y: Ligação em estrela
D / d: Ligação em delta

O número, multiplicado por 30 graus, indica o ângulo de fase entre os lados primário e secundário.

Ligação em estrela – propriedades

A ligação em estrela oferece a vantagem de as tensões dos três condutores nos enrolamentos ligados conduzirem a tensões de fase mais baixas.
Tensão de fase = tensão do condutor / √3
Corrente de fase = corrente do condutor

No entanto, se um segmento falhar, isso resulta numa distribuição de energia muito desfavorável, o que frequentemente leva à falha de todo o transformador.

Ligação Delta – propriedades

Na ligação em triângulo, aplica-se o seguinte:
Tensão do condutor = tensão de fase
Corrente do condutor = √3 × corrente de fase

Em caso de falha de um segmento, o transformador mantém-se em grande parte operacional com cerca de 66% da sua potência trifásica.

Para mais informações, consulte Grupo de comutação