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Procobre - Aplicação Cobre - Qualidade de Energia

Guia 3.5.2 – Seleção e dimensionamento de transformadores com harmônicas

O número de cargas não lineares – pelas quais circulam correntes não senoidais mesmo que alimentas por tensão senoidal – conectado ao sistema de fornecimento de energia elétrica é grande e continua crescendo rapidamente. Estas correntes podem ser definidas em termos de uma componente fundamental e componentes harmônicas de ordens mais elevadas.

Em transformadores de potência, a principal conseqüência das correntes harmônicas é um aumento nas perdas, principalmente nos enrolamentos, por causa da deformação dos campos de dispersão. Perdas mais elevadas significam que mais calor é gerado no transformador de forma que a temperatura de operação aumenta, resultando numa deterioração da isolação e uma redução potencial na vida útil. Em conseqüência, é necessário reduzir a carga máxima no transformador, uma prática que utiliza fatores de redução, ou deve-se tomar um cuidado extra no projeto do transformador para reduzir estas perdas.

Para estimar a redução da potência do transformador, pode ser usado o K-factor da carga. Este fator é calculado de acordo com o espectro harmônico da corrente de carga e é uma indicação das perdas devidas às Correntes de Foucault (parasitas) adicionais. Ele reflete as perdas adicionais existentes num transformador bobinado tradicional.

Transformadores modernos usam projetos de enrolamentos alternativos como bobinas laminadas ou bobinas mistas fios/laminadas. Para estes transformadores, o K-factor normalizado – resultante da corrente de carga – não reflete as perdas de carga adicionais e o aumento real das perdas prova ser muito dependente do método construtivo. É então necessário minimizar as perdas adicionais na fase de projeto do transformador para os determinados dados de carga, usando métodos de simulação de campo ou técnicas de medição.

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