Transformador de Aterramento Trifásico

O transformador de aterramento trifásico é um equipamento especial de enrolamento, construído com conexão interna em zigue-zague para criar artificialmente um ponto de neutro aterrado em sistemas trifásicos que não possuem essa referência por projeto. Ele não transfere potência entre circuitos como um transformador convencional, mas fornece o caminho de retorno necessário para as correntes de sequência zero, que são as correntes que circulam durante faltas monofásicas à terra.

Sua aplicação é essencial em instalações onde a proteção seletiva de terra é obrigatória, como em plantas industriais, usinas de geração e redes de distribuição que precisam isolar faltas sem interromper o fornecimento aos circuitos não defeituosos.

Por que a conexão zigue-zague é usada no transformador de aterramento trifásico

A conexão zigue-zague é adotada no transformador de aterramento trifásico por uma propriedade elétrica fundamental: ela apresenta baixa impedância para correntes de sequência zero e alta impedância para correntes de sequência positiva e negativa. Isso significa que o transformador oferece um caminho fácil para as correntes de falta à terra, mas não interfere no fluxo de potência trifásico normal do sistema.

Em termos construtivos, cada coluna do núcleo magnético recebe dois meios-enrolamentos pertencentes a fases diferentes, ligados em série de forma que os fluxos magnéticos de sequência positiva e negativa se cancelem. Esse princípio construtivo garante a seletividade da resposta do equipamento às diferentes condições de operação do sistema.

Parâmetros técnicos do transformador de aterramento trifásico

A especificação do transformador de aterramento trifásico envolve os seguintes parâmetros elétricos e construtivos:

•          Tensão nominal de linha do sistema em kV, correspondente à tensão do barramento onde o equipamento será conectado
•          Corrente de falta à terra que o equipamento deve suportar, expressa em ampères e determinada pelo cálculo de curto-circuito de sequência zero da instalação
•          Duração máxima da falta, normalmente entre 10 e 30 segundos, que define a capacidade térmica dos enrolamentos
•          Impedância de sequência zero em percentual, que determina a distribuição de corrente durante a falta
•          Classe de isolamento e nível de impulso atmosférico, conforme a tensão nominal e a localização da instalação

Aplicações do transformador de aterramento trifásico em sistemas de potência

O transformador de aterramento trifásico encontra aplicação em diferentes tipos de instalações elétricas de média e alta tensão. Sua versatilidade técnica permite adaptá-lo a diversas necessidades do sistema de proteção.

Em parques de geração de energia solar e eólica, o equipamento é utilizado para estabelecer o neutro do barramento de coleção em média tensão, onde os inversores frequentemente não fornecem referência de terra adequada. Em subestações de transmissão, pode ser empregado para criar o neutro em transformadores com conexão triângulo no lado de alta tensão. Em redes de distribuição industrial, substitui a modificação dos transformadores de força existentes quando há necessidade de mudar o esquema de aterramento da instalação.

Diferença entre transformador de aterramento trifásico com e sem enrolamento auxiliar

O transformador de aterramento trifásico pode ser fabricado em duas versões principais. A versão simples, sem enrolamento secundário, é usada exclusivamente para criar o ponto de neutro e não possui capacidade de fornecer energia a cargas auxiliares. A versão com enrolamento auxiliar combina a função de aterramento com a alimentação de cargas de baixa tensão, como sistemas de iluminação, tomadas e serviços auxiliares da subestação.

A escolha entre as duas versões depende das necessidades da instalação. O modelo com enrolamento auxiliar é mais caro, porém elimina a necessidade de um transformador de serviços auxiliares separado, o que pode ser economicamente vantajoso em subestações novas.

Perguntas frequentes sobre transformador de aterramento trifásico

O transformador de aterramento trifásico pode ser usado em sistemas de baixa tensão?

Tecnicamente, a conexão zigue-zague pode ser aplicada em qualquer nível de tensão. Porém, em sistemas de baixa tensão, o aterramento do neutro geralmente é feito diretamente nos transformadores de distribuição, tornando o uso de transformador de aterramento específico menos comum nesse nível de tensão.

Como é feita a proteção do transformador de aterramento trifásico?

O equipamento é protegido por relés de sobrecorrente calibrados acima da corrente de falta máxima, mas abaixo da corrente de dano térmico. Em instalações mais sofisticadas, relés de proteção diferencial e de neutro deslocado também são utilizados para detectar falhas internas no próprio transformador de aterramento.

Qual é a diferença entre transformador de aterramento trifásico e reator de Petersen?

Os dois dispositivos servem para o aterramento de sistemas de média tensão, mas com princípios diferentes. O transformador de aterramento cria um neutro com baixa impedância de sequência zero, enquanto o reator de Petersen é ajustado para compensar a corrente capacitiva do sistema e extinguir automaticamente faltas monofásicas transitórias. A escolha depende das características da rede e da filosofia de proteção adotada.

Para especificação e fornecimento de transformador de aterramento trifásico com suporte técnico completo, entre em contato com a Inova Equipamentos Elétricos: (11) 97614-9957.

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