Maquina Eletricas

29-01-16

Máquinas Elétricas – Instalação e Manutenção

Formador: Clemente Oliveira

Formando: Ruben Silva

UFCD: 6619

CENFIM – Centro de Formação Profissional da Indústria Metalúrgica e Metalomecânica

ÍndiceIntrodução....................................................................................................................................3

Transformadores..........................................................................................................................4

Transformadores monofásicos.................................................................................................4

Transformadores trifásicos.......................................................................................................4

Transformadores a seco...........................................................................................................5

Transformador a Óleo..............................................................................................................5

1. Componentes do transformador a óleo...........................................................................6

Manutenção dos transformadores...........................................................................................8

2. Transformadores a Seco:..................................................................................................8

3. Transformadores a Óleo...................................................................................................8

Ensaios aos transformadores...................................................................................................8

Transformadores a Óleo vs Seco..............................................................................................9

Motores Corrente Continua.......................................................................................................11

Manutenção do motor corrente continua..............................................................................11

Conclusão...................................................................................................................................12


IntroduçãoCom a elaboração deste trabalho, tinha como objetivo falar sobre os transformadores a óleo, seco e motores de corrente continua, sobre as suas principais características, e os cuidados a ter com os mesmos.

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TransformadoresOs transformadores, são elementos estáticos que transformam corrente

alternada noutra na mesma frequência, mas de tensão diferente. Podem ser monofásicos ou trifásicos, consoante o numero de fases ou enrolamentos. Quando estes são destinados a elevar a tensão, chamam-se de elevadores, se são utilizados para baixar a tensão chamam-se abaixadores de tensão, por fim ainda existem os isoladores que servem para isolar sinais, como por exemplo de áudio e vídeo.

Transformadores monofásicosUm transformador monofásico, compõe-se de dois enrolamentos, o primário e

o secundário, com um núcleo de ferro macio no qual deve ser constituído por várias chapas isoladas entre si para diminuir as correntes de Foucult.

Os transformadores estáticos fundam-se na indução eletromagnética, toda a variação de fluxo através de um circuito desenvolve nele um f.e.m induzida. Como o fluxo varia alternadamente, visto ser produzido por uma tensão alternada, a f.e.m é também alternada e com a mesma frequência.

O enrolamento primário e o secundário por regra ficam sobre o mesmo núcleo, para evitar depressão do campo magnético, deste modo diz-se que o fluxo produzido no primário irá atravessar o secundário criando uma corrente induzida no enrolamento secundário, que por sua vez irá criar uma diferença de potencia aos seus terminais.

Transformadores trifásicosCompõem-se de três núcleo dispostos ao lado uns dos outros, e fechados

magneticamente nos dois topos para uma armadura comum, cada núcleo veste uma um enrolamento primário e um secundário.

Os três enrolamentos primários podem ser ligados em estrela, ziguezague e triangulo, o meso sucede com os enrolamentos do secundário. Normalmente o primário fica ligado em triangulo e o secundário ligado em estrela, onde nasce o neutro.

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Transformador Monofásico

Transformador Trifásico


Transformadores a secoComo acontece em máquinas, a potência dos

transformadores é limitada pelo aquecimento dos enrolamentos. Convém então para aumentar a potência adotar dispositivos de refrigeração.

Os transformadores de pequena potência são transformadores a seco, sendo feita a refrigeração pelo meio ambiente ou por meio de ventilação. Considerando o dimensionamento térmico favorável dos transformadores a seco, e a resistência ao envelhecimento dos materiais isolantes a empregar, a sua vida útil é igual ou superior a dos transformadores a óleo. O calculo para a ventilação natural ou forçada, é necessário para o seu perfeito funcionamento.

A parte mais conveniente do transformador a seco é que ele praticamente não requer manutenção, nem apresenta dispositivos de controlo e proteção, o único dispositivo que ele contém é um medidor de temperatura em tempo real, para controlar a temperatura dos enrolamentos, se a temperatura for excessiva de mais ele pode emite um aviso ou até mesmo desativar o transformador.

Transformador a Óleo Empregam-se para grandes potências, os

enrolamentos e o núcleo estão mergulhados em óleo mineral próprio para estes equipamentos. Desta forma melhora-se a refrigeração e o isolamento de todos os componentes, também é utilizado papel isolante em cada enrolamento das bobines, assim temos dois tipos de isolamentos, este conjunto tem a função de garantir a rigidez dielétrica e mecânica dos enrolamentos. A expetativa de durabilidade do óleo mineral é cerca de 10 anos, mas derivado as altas temperaturas sujeitas no transformador, passando 4 anos o óleo tem que ser tratado/regenerado, caso contrario ele poderá perder a função de isolador e passar a condutor. O transformador a óleo para compensar as variações de óleo devido as alterações de temperatura, utiliza-se um vaso de expansão, assim evita-se que o óleo entre em contato com o meio ambiente, o que não é conveniente para não absorver humidades.

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Transformador a Seco

Transformador Óleo


Nas paredes do transformador são em alguns casos usadas chapas com nervuras para melhorar o arrefecimento do óleo, em transformadores de elevada potência, o óleo passa por dentro de uma serpentina e a mesma esta mergulhada em água para que o óleo arrefeça.

O transformador a óleo possui um comutador que é utilizado para retirar espiras ou acrescentar espiras as bobinas do primário, quando a tensão no primário é menor que a tensão nominal, são retiradas espiras dos enrolamentos, quando a tensão for mais elevada do que a nominal são adicionadas espiras.

1. Componentes do transformador a óleoÓleo Isolante- em geral os transformadores de média e alta tensão são imersos em óleo mineral derivado do petróleo, que tem a finalidade de proporcionar o isolamento de todos os componentes energizados

Tanque principal- é onde esta todo o óleo mineral que é responsável por transmitir o calor do transformador, e dos enrolamentos através do óleo, e o isolamento de todos os componentes. Normalmente o tanque é feito com chapa reforçada porque tem a função de sustentação da parte ativa do transformador. Radiadores são afixados na parte externa do tanque principal que tem como finalidade ajudar a refrigeração do óleo, transferindo o calor para fora do tanque.

Tanque de expansão- O tanque de expansão é utilizado com a finalidade de compensar as variações do volume do óleo no tanque, em decorrência da mudança de temperatura no interior do transformador e da temperatura ambiente. Instalado na parte externa e no ponto mais alto do transformador, o tanque de expansão recebe o volume de óleo após sua dilatação liberta-o após sua contração, ajudado pelo deslocamento do óleo, para o tanque, através de gravidade.

Indicador do Óleo- tem como finalidade indicar o nível de óleo no transformador, geralmente é instalado no tanque principal ou no tanque de expansão, ele tem a função de quando o nível do óleo baixo demasiado ele emite um alarme ou desliga o transformador.

Secador de ar- o ar que entra e sai do tanque de expansão, acompanha as variações do óleo e passa pelo secador de ar que retém toda a humidade do ar. A secagem é feita a

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Transformador Óleo


partir da sílica gel, a sílica gel em condições normais contem a cor azul, após a sua saturação ela muda de cor, ficando cor de rosa. A sílica gel pode ser regenerada submetendo-a a um aquecimento em uma estufa para retirar toda a humidade da mesma.

Indicador temperatura óleo- controla a temperatura do óleo e dos enrolamentos do transformador, evitando que estes atinjam temperaturas elevadas que iam levar a deterioração do material.

Válvula de alivio- a válvula de alivio é para proteger o transformador contra pressões, no seu interior devido a arcos elétricos ou queima do isolamento.

Relé de Gás- é um dispositivo que tem como finalidade de proteger os transformadores imersos em óleo, contra defeitos internos que fazem sentir o movimento brusco do óleo devido a curto circuito.

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Sensor de Temperatura

Sensor Nível Óleo

Secador Sílica Gel

Válvulas de Alivio

Sensor de Gás

Tanque de Expansão

Pára Raios


Manutenção dos transformadoresPara o bom funcionamento dos transformadores devem-se fazer manutenções periódicas, com o plano de manutenção feito pelo fabricante ou pela própria empresa que adquiriu o transformador.

2. Transformadores a Seco: Verificação de aquecimento excessivo no seu funcionamento; Analise da carga;

a. Para verificar se em carga máxima não ultrapassa o valor nominal de corrente;

Verificação do bom funcionamento do sistema de refrigeração;

Sendo o transformador a seco livre de manutenções deve-se fazer uma manutenção preventiva semestral por exemplo;

Inspeção visual, limpeza de poeiras, limpeza geral, limpeza das entradas e saídas de ar, verificação do bom funcionamento do circuito de proteção do transformador.

3. Transformadores a Óleo Inspeção termográfica;

a. Deve ser feita periodicamente para verificar pontos de aquecimento; Verificação do óleo isolante;

b. Deve ser analisado para saber se as suas propriedades estão dentro dos parâmetros normais;

Inspeções Visuais; Verificar níveis de óleo; Verificar o bom funcionamento dos equipamentos de proteção; Verificar se existem fugas de óleo; Inspeção visual, limpeza de poeiras, limpeza geral;

Ensaios aos transformadoresDevem-se fazer ensaios periodicamente aos transformadores para assegurar o seu bom funcionamento.

Medição da resistência dos enrolamentos primários e secundários; Medição de resistência entre bobines e carcaça; Medição do isolamento; Medição da relação do transformador;

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Fazem-se também dois testes muito comuns, o teste do transformador em vazio e em curto circuito.

Transformador em vazio

Objetivos do teste em vazio:

Determinar as perdas no núcleo por histerese e Foulcault (perdas no ferro); Determinar a corrente em vazio; Fator de Potência sem carga;

O primário é alimentado com a tensão nominal, e o secundário é deixado sem carga, nenhuma corrente flui nele.

Verifica-se no circuito que o amperímetro e o wattímetro, monstrão valores não nulos, pois é sempre consumida energia no primário devido as correntes de foucault, efeito de Joule e devido a histerese, estas perdas são denominadas por perdas no núcleo.

Transformador em curto circuito

Objetivos do teste em curto circuito:

Determinar as perdas no cobre (nos condutores que compõem as bobinas); Determinar a impedância, resistência e reatância do enrolamento; Determinar a queda de tensão interna;

No ensaio em curto-circuito, o transformador é submetido a curto-circuito trifásico, aumenta-se a tensão gradativamente até atingir a corrente nominal. Este ensaio simula transformador com carga máxima.

Transformadores a Óleo vs Seco Os transformadores a óleo possuem o seu sistema isolante composto por uma

parte sólida (papel isolante) e uma parte líquida (óleo isolante), este conjunto tem a função de garantir a rigidez dielétrica e mecânica do bobinado. Os transformadores a óleo são os mais comuns.

Os transformadores a seco não utilizam óleo e possuem seu bobinado encapsulado em resina, os mesmos possuem menor dimensão e são recomendados para instalações internas que exigem segurança e confiabilidade, logo que não utilizam óleo isolante. Este tipo de transformador é indicado para áreas onde há a presença de pessoas, como fábricas em geral,

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Ensaio em vazio

Ensaio Curto Circuito


indústrias químicas, petroquímicas, prédios residenciais, hospitais, devido ao menor risco de combustão.

As vantagens dos transformadores a seco são: a maior robustez mecânica, menor nível de descargas parciais internas. Porém, este tipo de transformador possui limitações de potência e tensão.

Os transformadores a óleo podem durar em média 25/30 anos, os secos podem durar igual ou superior.

Transformadores a óleo precisam de manutenção, a seco pouca ou quase nenhuma.

O transformador a óleo possui vários equipamentos de monotorização, enquanto o transformador a seco apenas contem sensores de temperatura.

Transformadores a seco são imunes a humidades e outos fatores ambientais, enquanto os transformadores a óleo são afetados pela humidade, salinidade.

Transformador a seco não explode, não alimenta ou propaga incêndios, transformador a óleo, risco elevado de explosão e incendio, vazamentos.

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Motores Corrente ContinuaOs motores de corrente

contínua são constituídos por um circuito indutor, circuito induzido e circuito magnético.

Sendo constituído por elementos fixos e moveis, dá-se o nome de estator a parte fixa do motor e o nome de rotor a parte móvel do mesmo. No caso do motor CC o circuito indutor encontra-se no estator e o circuito induzido no rotor.

O circuito induzido é constituído por um enrolamento envolvente em um núcleo ferromagnético laminado, isto é, dividido em chapas entre si.

Os motores cc são de custo elevado, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo de converta a corrente alternada comum em continua. Podem funcionar com velocidade ajustável, o custo das instalações destes motores é mais elevado.

O motor de corrente continua pode também funcionar como gerador. O funcionamento do motor a corrente continua baseia-se nas leis de Lenz, Farady e Laplace, as leis dizem-nos, qualquer condutor elétrico que se movimente com uma dada velocidade dentro de um campo magnético surge uma tensão aos seus terminais, por ultimo, qualquer condutor que seja atravessado por um campo magnético e este esteja a ser percorrido por uma corrente elétrica, sofre uma força eletromotriz.

Manutenção do motor corrente continua Verificação de rolamentos; Verificação do estado das escovas; Verificação do desgaste do coletor; Verificação de existem faíscas no seu funcionamento; Verificação se existe aquecimento excessivo no funcionamento; Verificação da resistência dos rolamentos; Verificação da resistência de isolamento;

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Motor Corrente Contínua


Principais problemas no motor de corrente continua Rotor em curto circuito; Desgaste das escovas; Coletor em curto circuito; Rolamentos danificados; Enrolamento do eletroíman danificado;

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ConclusãoNa conclusão deste trabalho espero ter consigo mostra alguns dois cuidados a ter com os transformadores, como se devem fazer as suas manutenções, ensaios, verificações, cuidados a ter com o motor de corrente continua e o seu principio de funcionamento.

Fiquei a perceber melhor como é constituído um equipamento desta grandeza é muito complexo, nada nele pode falhar, o mínimo pormenor como a humidade do ar pode causar danos significativos ao transformador, entre outros pormenores.

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