O transformador, basicamente, é formado por um conjunto de bobinas enroladas sobre um núcleo. Estas bobinas nada mais são do que fios de material condutor enrolados, sendo que, o número de voltas desse condutor (espiras) em volta do núcleo está diretamente relacionado com as tensões de entrada e saída de acordo com a equação a seguir:
Onde V1 e V2 são as tensões do primário e secundário, N1 e N2 são o número de espiras do primário e do secundário, respectivamente e o termo “a” é dito relação de transformação do transformador.
Por exemplo, um transformador de 13800 V para 220 V possui uma relação de transformação de:
Ou seja, em um transformador cujo primário seja alimentado em 13800 V a tensão no secundário será 13800 divido pela relação de transformação, logo 220 V.
Porém, caso a tensão do primário diminua a tensão no secundário também irá diminuir, por exemplo, se uma tensão de 13200 V for aplicada ao primário, a tensão no secundário será 13200 divido pela relação de transformação (62,72), logo 210,5 V. Assim, em alguns casos faz-se necessário ajustar a relação de transformação para manter as tensões entre os limites normatizados. Esse procedimento é executado através da manipulação do número de espiras do primário, por meio do TAP do transformador.
Esquematicamente, os TAPs de um transformador podem ser entendidos de acordo com a Figura 1.
Figura 1 – Esquemático do circuito de TAPs de um transformador.
Conforme pode ser visto na Figura 1, o enrolamento do transformador possui várias derivações cuja as conexões elétricas são acessíveis. Assim, manipulando-se o comutador de TAP, que nada mais seria que uma “chave seletora”, é possível adicionar ou remover espiras do enrolamento, alterando assim, a relação de transformação e consequentemente regulando a tensão entregue à carga.
Do exemplo anterior, caso a alimentação estivesse em 13200 V poderia ser feita a comutação para a posição 2, dessa forma, o número de espiras do primário diminuiria, a relação de transformação também diminuiria e a tensão do secundário aumentaria, já que a tensão do secundário é dada pela tensão do primário dividida pela relação de transformação (ao diminuir o denominador de uma fração, o quociente aumenta), logo a tensão se estabilizaria em 220 V novamente, mesmo com uma tensão primária de 13200 V.
A seguir, na Figura 2 é possível visualizar os as conexões dos TAPs de um transformador real.
Figura 2 – Derivações dos TAPs de um transformador.
Na Figura 3 é evidenciado um comutador de TAP. É possível visualizar as conexões das derivações dos TAPs no comutador, bem como o contato do comutador de TAP.
Figura 3 – Detalhe de um comutador de TAP de transformador.
Na Figura 4 é demonstrada a chave do comutador de TAP de um transformador de distribuição para instalação em poste.
Figura 4 – Comutador de TAP de um transformador de distribuição urbana.
Observações importantes sobre os TAPs
Por fim, algumas observações importantes sobre os TAPs em transformadores são:
- Os TAPs, geralmente são instalados no lado de alta tensão do transformador, já que no lado de baixa há a circulação de maiores correntes, o que pode inviabilizar o implementação de derivações para as conexões do comutador;
- A comutação dos TAPs deve ser realizada com o equipamento desenergizado, exceto para transformadores com comutadores de TAP sob carga (OLTC – On Load Tap Changer), a desenergização do equipamento é necessária para se evitar possíveis centelhamentos no momento da comutação;
- Após realizada a comutação do TAP de um transformador, se possível, verifique através do medidor de relação de transformação se a relação adequada foi selecionada.
Veja também:
Como funciona um transformador
Discente de Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Itajubá - Campus Itabira e técnico em Automação Industrial pelo SENAI. Possuo experiência na área de manutenção elétrica com ênfase em manutenção de máquinas elétricas, instrumentação industrial e conversores estáticos. Atualmente desenvolvo trabalhos de pesquisa relacionados à conversores estáticos integrados com dispositivos de armazenamento e emulação de inércia virtual através de máquinas síncronas virtuais.
