Construção de Transformador de Potencial

Um transformador de potencial ou de tensão é um transformador reductor que transforma valores de alta tensão em valores fracionários. Instrumentos de medição, como amperímetros, voltímetros e wattímetros, são projetados para operação em baixa tensão. Conectar esses dispositivos de medição diretamente a linhas de alta tensão para medição pode causar sua queima ou danificação. Portanto, um transformador de potencial é usado para fins de medição.

As bobinas primárias do transformador de potencial estão ligadas diretamente à linha a ser medida, e seus terminais secundários estão conectados ao medidor. O transformador de potencial converte a alta tensão da linha a ser medida em um valor fracionário adequado para o instrumento de medição.

A construção de um transformador de potencial é quase idêntica à de um transformador de potência, embora haja algumas pequenas diferenças:

• A construção de um transformador de potencial leva em consideração fatores como custo, eficiência e regulagem. Em contraste, um transformador de potencial é projetado com foco nos parâmetros de desempenho. Especificamente, a relação entre a tensão e o número de espiras permanece constante, e a diferença de fase entre os sinais de entrada e saída é minimizada.

• Transformadores de potência podem enfrentar problemas de aumento de temperatura devido a sobrecarga. Como a saída de um transformador de potencial é relativamente pequena, o problema de superaquecimento não ocorre nele.

Partes de um Transformador de Potencial
A seguir, estão os componentes essenciais de um transformador de potencial.

Núcleo

O núcleo de um transformador de potencial pode ser do tipo núcleo ou do tipo casco. No transformador do tipo núcleo, as bobinas cercam o núcleo. Por outro lado, no transformador do tipo casco, o núcleo cerca as bobinas. Transformadores do tipo casco são projetados para operações em baixa tensão, enquanto transformadores do tipo núcleo são utilizados para aplicações de alta tensão.
Bobinas

As bobinas primária e secundária de um transformador de potencial são dispostas coaxialmente. Essa configuração é adotada para minimizar a reatância de fuga.
Nota sobre Reatância de Fuga: Nem todo o fluxo gerado pela bobina primária de um transformador está acoplado à bobina secundária. Uma pequena fração do fluxo está associada apenas a uma das bobinas, e isso é chamado de fluxo de fuga. O fluxo de fuga induz reatância própria na bobina com a qual se liga. Reatância, em geral, refere-se à oposição oferecida por um elemento de circuito à mudança de tensão e corrente. Essa reatância própria é conhecida como reatância de fuga.
Em um transformador de baixa tensão, a isolação é colocada adjacente ao núcleo para mitigar problemas relacionados à isolação. Uma única bobina serve como a bobina primária em um transformador de baixo potencial. No entanto, em um transformador de grande potencial, a única bobina é dividida em partes menores para reduzir os requisitos de isolação entre camadas.

Isolamento

Tecido de algodão e material de cambraia são comumente usados como isolamento entre as bobinas de um transformador de potencial. Em transformadores de baixa tensão, o isolamento composto não é tipicamente empregado. Transformadores de alta tensão usam óleo como meio de isolamento. Transformadores com classificação superior a 45kVA usam porcelana como isolante.

Bucha
Uma bucha é um dispositivo isolado que permite a conexão do transformador ao circuito externo. As buchas de um transformador são geralmente feitas de porcelana. Transformadores que usam óleo como meio isolante empregam buchas preenchidas com óleo.
Um transformador de duas buchas é usado em sistemas onde a linha a que está conectado não está em potencial de terra. Transformadores conectados ao neutro de terra requerem apenas uma bucha de alta tensão.
Conexão do Transformador de Potencial
A bobina primária de um transformador de potencial está conectada à linha de transmissão de alta tensão cuja tensão deve ser medida. A bobina secundária do transformador está conectada ao medidor, que determina a magnitude da tensão.