Transformador de três enrolamentos

Definição: Às vezes no transformador de alta classificação, o terceiroo enrolamento é construído em adição aos enrolamentos primário e secundário. O terceiro enrolamento é chamado de enrolamento terciário e, devido aos três enrolamentos, o transformador é chamado de transformador de três enrolamentos.

As classificações de tensão de todos os três enrolamentoso transformador é geralmente desigual.O enrolamento primário tem a maior tensão nominal; o terciário tem a classificação de voltagem mais baixa e o secundário tem a voltagem intermediária.

As principais vantagens dos três transformadores de enrolamento são uma economia de construção e sua grande eficiência. O diagrama esquemático de um transformador trifásico é mostrado na figura abaixo.

Para um transformador ideal,

A vantagem mais significativa do terceiro enrolamento é que o harmônico gerado pelo enrolamento primário e secundário se extingue pelo terceiro enrolamento. O terceiro enrolamento está conectado em delta.

A tensão do enrolamento terciário difereo enrolamento primário e secundário. Assim, é utilizado para o fornecimento de energia aos aparelhos auxiliares, como ventilador, luz tubular, etc. das subestações. O enrolamento terciário é usado para as seguintes aplicações.

• A energia reativa é fornecida às subestações com a ajuda do enrolamento terciário.
• O enrolamento terciário reduz a impedância do circuito para que a corrente de falta passe facilmente para o solo.
• É usado para testar o transformador de alta classificação.

Circuito Equivalente de um Transformador de Três Enrolamentos

O diagrama de circuito equivalente do transformador trifásico é mostrado na figura. Considere o R₁, R₂ e R₃ são a resistência e o X₁X₂ e X₃ são a impedância de seus enrolamentos.

O V₁V₂V₃ são as voltagens e eu₁, EU₂, EU₃ são fluxos de corrente através de seus enrolamentos.

Determinação de Parâmetros de Transformadores de Três Enrolamentos

Os parâmetros do circuito equivalente podem ser determinados a partir do circuito aberto e dos três testes de curto-circuito.

Teste de curto-circuito

Considere o Z₁Z₂ e Z₃ são as impedâncias dos três enrolamentostransformadores. Essas impedâncias são consideradas a base para realizar o teste de curto-circuito. Para o teste de curto-circuito, os dois enrolamentos são de curto-circuito e o terceiro enrolamento é mantido aberto.

Na primeira etapa, considere que os enrolamentos 1 e 2 estão em curto-circuito. O enrolamento de baixa tensão é aplicado ao enrolamento 1 devido ao qual a corrente de carga total flui através do enrolamento 2. O Z₁₂ indica a impedância dos enrolamentos 1 e 2 e é medida como

Resistência equivalente,

Reatância de fuga equivalente,

O Z₁₂ é a combinação de séries de Z₁ e Z₂ respectivamente,

Na segunda etapa, o terceiro enrolamento écurto-circuito com o segundo enrolamento e o primeiro enrolamento é mantido aberto. A fonte de baixa tensão é aplicada através do terceiro enrolamento, de modo que a corrente de carga total flua através do segundo enrolamento. O Z₂₃ representa a impedância do enrolamento 2 e 3 e a equação abaixo expressa

Na terceira etapa, o segundo enrolamento é abertoe o primeiro e terceiro enrolamentos estão em curto-circuito. A baixa tensão é fornecida ao terceiro enrolamento e a corrente de carga total flui através dos primeiros enrolamentos. O Z₁₃ é a impedância do primeiro e terceiro enrolamento.

Resolvendo as equações (1), (2) e (3) obtemos a impedância de vazamento Z₁Z₂ e Z₃ todos referidos como primários,

Teste de circuito aberto

O teste de circuito aberto é realizado para determinara perda do núcleo, impedância de magnetização e relações de giro. No teste de circuito aberto, o voltímetro, o amperímetro e o wattímetro são conectados em um enrolamento de baixa tensão. O lado secundário é mantido aberto e o voltímetro é conectado.

Como o lado de alta tensão é aberto, a corrente consumida pelo primário não é corrente de carga e eu₀ medido pelo amperímetro A. A impedância de magnetização pode ser encontrada excitando o enrolamento de corrente 1 com ambos os enrolamentos 2 e 3 em circuito aberto. Então nós temos,

A regulação de tensão de um transformador de três enrolamentos é definida como a relação entre a magnitude da carga kVA real do enrolamento e a kVA base usada na determinação dos parâmetros da rede.