Transformador é um dispositivo que converte tensão, corrente e impedância CA. O princípio de funcionamento do transformador é que ele é um aparelho elétrico estático feito pelo princípio da indução eletromagnética. Existem muitas classificações disso. De acordo com suas funções não comuns, pode ser dividido em transformador de potência de pulso, transformador de frequência intermediária, transformador de disparo, transformador de blindagem, etc.
Transformador é um aparelho elétrico que transfere energia elétrica ou transmite sinais de um circuito para outro usando o princípio da indução eletromagnética. É um componente importante para transmissão de energia elétrica ou transmissão de sinal. Transformador é um dispositivo que converte tensão, corrente e impedância CA. Quando a corrente CA flui através da bobina primária, o fluxo magnético CA é gerado no núcleo de ferro (ou núcleo magnético), de modo que a tensão (ou corrente) é induzida na bobina secundária. O transformador consiste em núcleo de ferro (ou núcleo magnético) e bobina. A bobina possui dois ou mais enrolamentos, dos quais o enrolamento conectado à fonte de alimentação é chamado de bobina primária, e os enrolamentos restantes são chamados de bobinas secundárias.
1. Temperatura permitida
Quando o transformador está funcionando, sua bobina e núcleo de ferro geram perdas de cobre e perdas de ferro. Essas perdas são convertidas em energia térmica, o que faz com que a temperatura do núcleo de ferro e da bobina do transformador aumente. Se a temperatura ultrapassar o valor permitido por muito tempo, o isolamento perderá gradativamente sua elasticidade mecânica e envelhecerá.
A temperatura de cada parte do transformador é diferente durante a operação. A temperatura da bobina é a mais alta, seguida pela temperatura do núcleo. A temperatura do óleo isolante é inferior à da bobina e do núcleo. A temperatura superior do óleo do transformador é maior que a temperatura inferior do óleo. A temperatura permitida durante a operação do transformador é verificada de acordo com a temperatura superior do óleo. Para um transformador de isolamento Classe A em operação normal, quando a temperatura do ar ambiente é de até 40 graus, a temperatura limite de operação do enrolamento do transformador é de 105 graus. Como a temperatura do enrolamento é 10 graus mais alta que a temperatura do óleo, para evitar a deterioração da qualidade do óleo, a temperatura superior do óleo do transformador não deve exceder 95 graus. Em circunstâncias normais, para evitar a oxidação excessiva do óleo isolante, a temperatura superior do óleo não deve exceder 85 graus. Para transformadores que usam resfriamento de água com circulação forçada de óleo e resfriamento de ar, a temperatura superior do óleo não deve exceder 75 graus. (O valor máximo permitido da temperatura superior do óleo deste transformador é de 80 graus)
II. Aumento de temperatura permitido
Somente monitorar a temperatura superior do óleo durante a operação do transformador não pode garantir a operação segura do transformador. Também é necessário monitorar a diferença de temperatura entre a temperatura superior do óleo e o ar de resfriamento - ou seja, o aumento da temperatura. A diferença entre a temperatura do transformador e a temperatura do ar ambiente é chamada de aumento de temperatura do transformador. Para transformadores de isolamento Classe A, quando a temperatura ambiente máxima é de 40 graus, o padrão nacional estipula que o aumento da temperatura do enrolamento é de 65 graus e a temperatura superior do óleo pode subir até 55 graus. Contanto que o aumento da temperatura do transformador não exceda o valor especificado, o transformador pode operar com segurança dentro da vida operacional especificada sob carga nominal. (O transformador pode operar continuamente por 20 anos com carga nominal durante operação normal)
III. Capacidade razoável
Em operação normal, a carga de energia suportada pelo transformador deve estar em torno de 75-90% da capacidade nominal do transformador.
4. Faixa de corrente razoável
A corrente máxima desequilibrada da baixa tensão do transformador não deve exceder 25% do valor nominal; a faixa permitida de mudança de tensão da fonte de alimentação do transformador é mais ou menos 5% da tensão nominal.
Se exceder esta faixa, o interruptor de derivação deve ser usado para ajustar a tensão na faixa especificada. (O ajuste deve ser realizado durante falta de energia) A regulação da tensão geralmente é obtida alterando a posição da torneira do enrolamento primário. O dispositivo que conecta e comuta a posição do tap é chamado de comutador, que ajusta a relação de transformação alterando o número de voltas do enrolamento de alta tensão do transformador. A baixa tensão não afeta o transformador em si, apenas reduz alguma saída, mas tem impacto nos equipamentos elétricos; aumentos de tensão, aumentos de fluxo magnético, saturação do núcleo de ferro, aumentos de perda do núcleo de ferro e aumentos de temperatura do transformador.
V. Sobrecarga
A sobrecarga é dividida em sobrecarga normal e sobrecarga acidental. A sobrecarga normal é causada pelo aumento do consumo de energia do usuário em condições normais de fornecimento de energia. Isso aumentará a temperatura do transformador, fazendo com que o isolamento do transformador envelheça mais rapidamente e reduza sua vida útil. Portanto, a operação com sobrecarga geralmente não é permitida. Em casos especiais, o transformador pode ficar sobrecarregado por um curto período de tempo, mas não deve ultrapassar 30% da carga nominal no inverno e 15% da carga nominal no verão. Além disso, a capacidade de sobrecarga do transformador deve ser determinada com base no aumento de temperatura do transformador e nas regulamentações do fabricante.
Quando ocorre um acidente no sistema de potência ou na subestação do usuário, para garantir o fornecimento contínuo de energia a equipamentos importantes, o transformador pode operar sob sobrecarga por um curto período de tempo, ou seja, sobrecarga acidental. A sobrecarga acidental fará com que a temperatura da bobina exceda o valor permitido, de modo que o isolamento envelhecerá mais rapidamente do que em condições normais. Porém, a chance de sobrecarga acidental é pequena e, em geral, o transformador está subcarregado, portanto, uma sobrecarga curta danificará o isolamento do transformador. O tempo e o múltiplo de sobrecarga do acidente devem ser implementados de acordo com as regulamentações do fabricante.