Quais são os Tipos de Enrolamentos de Transformadores?

Quais são os Tipos de Enrolamentos de Transformadores?

Tipos de Transformadores

• Transformadores do tipo núcleo têm enrolamentos nas pernas externas

• Transformadores do tipo casco têm enrolamentos nas pernas internas

Há principalmente dois tipos de transformador

• Transformador do tipo núcleo

• Transformador do tipo casco

Tipos de Enrolamento Usados para o Transformador do Tipo Núcleo

Enrolamentos Cilíndricos

Estes enrolamentos são do tipo em camadas e usam um condutor retangular ou redondo, conforme mostrado na Fig. (a) e (b). Os condutores são enrolados nos lados planos, conforme mostrado na Fig. (c), e no lado da costela na Fig. (d).

Usos dos Enrolamentos Cilíndricos

Os enrolamentos cilíndricos são enrolamentos de baixa tensão usados até 6,6 kV para kVA até 600-750, e classificação de corrente entre 10 a 600 A.

Enrolamentos Helicoidais

Usamos enrolamentos helicoidais em transformadores de baixa tensão e alta capacidade, onde a corrente é maior, ao mesmo tempo que as voltas do enrolamento são menores. A potência de saída do transformador varia de 160 a 1000 kVA, de 0,23 a 15 kV. Para garantir resistência mecânica adequada, a área seccional da tira não é inferior a 75-100 mm quadrados. O número máximo de tiras usadas em paralelo para formar um condutor é 16.

Existem três tipos

• Enrolamento Helicoidal Simples

• Enrolamento Helicoidal Duplo

• Enrolamento Disco-Helicoidal

Os Enrolamentos Helicoidais Simples consistem em enrolamentos na direção axial ao longo de uma linha helicoidal com inclinação. Há apenas uma camada de voltas em cada enrolamento. A vantagem do Enrolamento Helicoidal Duplo é que ele reduz a perda por correntes de fuga nos condutores. Isso se deve à redução no número de condutores paralelos situados na direção radial.

Nos Enrolamentos Disco-Helicoidais, tiras paralelas são colocadas lado a lado na direção radial para cobrir toda a profundidade radial do enrolamento.

Enrolamento Helicoidal Multicamadas

Usamos comumente para classificações de alta tensão de 110 kV e acima. Estes tipos de enrolamento consistem em várias camadas cilíndricas enroladas concêntricamente e conectadas em série.

As camadas externas são feitas mais curtas que as camadas internas para distribuir a capacitância uniformemente. Estes enrolamentos melhoram principalmente o comportamento de sobretensão dos transformadores.

Enrolamento Cruzado

Estes enrolamentos são usados em enrolamentos de alta tensão de pequenos transformadores. Os condutores são fios redondos revestidos de papel ou tiras. Os enrolamentos são divididos em várias bobinas para reduzir a tensão entre camadas adjacentes. Essas bobinas são separadas axialmente por 0,5 a 1 mm, com a tensão entre bobinas adjacentes mantida dentro de 800 a 1000 V.

A extremidade interna de uma bobina é conectada à extremidade do lado de saída da adjacente, conforme mostrado na figura acima. O comprimento axial real de cada bobina é de cerca de 50 mm, enquanto o espaçamento entre duas bobinas é de cerca de 6 mm para acomodar blocos de material isolante.

A largura da bobina é de 25 a 50 mm. O enrolamento cruzado tem maior resistência que o enrolamento cilíndrico em condições normais. No entanto, o cruzado tem menor resistência a impulsos que o cilíndrico. Este tipo também tem custos de mão de obra mais altos.

Enrolamento Disco e Contínuo em Disco

Usado principalmente para transformadores de alta capacidade. O enrolamento consiste em uma série de bobinas ou discos planos em série ou paralelo. As bobinas são formadas com tiras retangulares enroladas espiralmente do centro para fora na direção radial, conforme mostrado na figura abaixo.

Os condutores podem ser uma única tira ou múltiplas tiras em paralelo, enroladas no lado plano. Isso confere uma construção robusta para este tipo de enrolamento. Os discos são separados uns dos outros com setores de pressão presos a listras verticais.

Os espaçadores verticais e horizontais fornecem dutos radiais e axiais para a circulação livre de óleo, que entra em contato com cada volta. A área do condutor varia de 4 a 50 mm quadrados, e os limites de corrente são de 12 a 600 A. A largura mínima do duto de óleo é de 6 mm para 35 kV. A vantagem dos enrolamentos disco e contínuo é sua maior resistência axial mecânica e baixo custo.

Enrolamentos para Transformador do Tipo Casco

Enrolamento do Tipo Sanduíche

Permite fácil controle sobre a reatância, quanto mais próximas duas bobinas estão juntas no mesmo eixo magnético, maior é a proporção de fluxo mútuo e menor é o fluxo de fuga.O fluxo de fuga pode ser reduzido subdividindo as seções de baixa e alta tensão. As seções de baixa tensão nas extremidades, conhecidas como meias bobinas, contêm metade das voltas das seções normais de baixa tensão.

Para equilibrar as forças eletromagnéticas das seções adjacentes, cada seção normal, seja de alta ou baixa tensão, carrega o mesmo número de ampère-voltas. Quanto maior o grau de subdivisão, menor é a reatância.

Vantagens dos Enrolamentos do Tipo Casco em Transformadores

• Alta capacidade de suportar curto-circuito

• Alta resistência mecânica

• Alta resistência dielétrica

• Excelente controle do fluxo magnético de fuga

• Capacidade de resfriamento eficiente

• Design flexível

• Tamanho compacto

• Design Altamente Confiável