Por que ocorre a corrente de magnetização de inrush em transformadores de forno elétrico e seus efeitos?

A corrente de magnetização em transformadores de forno elétrico a arco é um problema que preocupa muitos engenheiros elétricos. Então, por que a corrente de magnetização ocorre em transformadores de forno elétrico a arco? Primeiro, vamos entender o que é a corrente de magnetização.

A corrente de magnetização refere-se à corrente transitória gerada no enrolamento secundário de um transformador de forno elétrico a arco devido à saturação do núcleo, ao aumento da intensidade do campo magnético e a outros fatores. Este fenômeno é muito comum durante a operação de transformadores de forno elétrico a arco, especialmente durante a inicialização e desligamento do forno, quando a magnitude da corrente de inrush muda abruptamente, afetando significativamente a operação do equipamento.

As principais causas da corrente de magnetização incluem as seguintes:

• Saturação do Núcleo: Quando a corrente no enrolamento secundário do transformador de forno elétrico a arco aumenta, o fluxo magnético no núcleo também aumenta. Uma vez que o fluxo excede o limite máximo de indução magnética do material do núcleo, o núcleo entra em estado de saturação. Se a corrente no enrolamento continuar a subir sob saturação, o aumento não linear do fluxo pode facilmente levar à corrente de magnetização.

• Aumento da Intensidade do Campo Magnético: Os enrolamentos secundários de transformadores de forno elétrico a arco são geralmente feitos de fios de cobre com baixa resistência. Quando a intensidade do campo magnético aumenta rapidamente, a corrente no enrolamento secundário sobe bruscamente, tornando-o propenso a gerar corrente de magnetização.

• Inicialização e Desligamento do Forno: Durante a inicialização ou desligamento do forno elétrico a arco, a corrente no enrolamento secundário muda abruptamente, podendo acionar a corrente de magnetização. Especialmente durante a inicialização, a súbita onda de corrente pode fazer com que a corrente de inrush atinja várias ou até dezenas de vezes a corrente de operação normal.

A corrente de magnetização tem vários efeitos adversos significativos na operação de transformadores de forno elétrico a arco:

• Aquecimento do Equipamento: A corrente de inrush causa geração rápida de calor nos enrolamentos, afetando o desempenho e a vida útil do equipamento.

• Vibração do Equipamento: As forças eletromagnéticas das correntes elevadas induzem vibração mecânica nos enrolamentos, comprometendo a estabilidade operacional.

• Falha de Proteção: A corrente de pico de inrush pode ser confundida por relés de proteção como uma corrente de falha, causando disparos falsos e interrompendo a operação normal.

Para abordar esses problemas, é essencial analisar profundamente as causas raiz da corrente de magnetização em transformadores de forno elétrico a arco e implementar medidas de supressão direcionadas. Somente assim a corrente de inrush pode ser efetivamente prevenida, garantindo a operação segura e estável do sistema.