Transformador trifásico de 75 kVA, 480 V para 208Y/120 V: Especificações, aplicações e guia de seleção

A Transformador trifásico de 75 kVA, 480-208Y/120 volts é um transformador de distribuição de baixa tensão do tipo seco, amplamente utilizado em edifícios comerciais, instalações industriais, centros de dados, fábricas e outros sistemas elétricos que requerem tanto Alimentação trifásica de 208 V e alimentação monofásica de 120 V.

Este transformador reduz a tensão de uma alimentação elétrica trifásica de 480 V para uma Sistema secundário de 208Y/120 V, permitindo alimentar equipamentos trifásicos e, ao mesmo tempo, fornecer energia a 120 V para iluminação, tomadas, comandos e outras cargas monofásicas.

Para projetos nos Estados Unidos e no Canadá, as especificações comuns incluem uma frequência de 60 Hz, 480 V em triângulo no lado primário, 208 Y/120 V em estrela com ligação à terra no lado secundário, construção do tipo seco e caixas com classificação NEMA. Os produtos comerciais de grandes fabricantes, como a Schneider Electric, a Acme Electric, a Siemens e a Eaton, utilizam esta configuração de tensão.

O que é um transformador de 75 kVA, de 480 V para 208Y/120 V?

Um transformador de 75 kVA tem uma potência aparente nominal de 75 quilovolts-ampères (kVA).

A configuração típica de tensão é a seguinte:

• Tensão primária: 480V
• Tensão secundária: 208Y/120 V
• Fase: Trifásico
• Frequência: 60 Hz
• Capacidade nominal: 75 kVA
• Tipo de transformador: Tipo seco
• Arrefecimento: AN (ar natural)
• Ligação secundária: Conexão em Y com neutro
• Aplicação típica: Distribuição de energia de baixa tensão

O termo 208Y/120 V significa que o enrolamento secundário está ligado numa configuração em estrela. A tensão entre quaisquer duas fases é de 208 V, enquanto a tensão entre qualquer fase e o ponto neutro é de 120 V.

Isto torna o transformador particularmente útil quando uma instalação possui tanto cargas trifásicas de 208 V como cargas monofásicas de 120 V.

Corrente de carga total do transformador de 75 kVA

Uma das especificações mais importantes na escolha de um transformador é a sua corrente em plena carga.

No caso de um transformador trifásico, a corrente aproximada em plena carga pode ser calculada utilizando a seguinte fórmula:

I = kVA × 1 000 / (√3 × V)

Corrente primária

Para um transformador de 75 kVA com um primário de 480 V:

75 000 / (1,732 × 480) ≈ 90,2 A

Por conseguinte, a corrente primária em carga total é aproximadamente:

90 A

Corrente secundária

Para o secundário de 208 V:

75 000 / (1,732 × 208) ≈ 208,2 A

Por conseguinte, a corrente de carga total no lado secundário é aproximadamente:

208 A

Especificações do fabricante para modelos comparáveis 7Transformadores de isolamento de 5 kVA apresentam também uma corrente primária de aproximadamente 90,2 A e uma corrente secundária de 208,2 A.

Os requisitos efetivos relativos a condutores, disjuntores, seccionadores e proteções contra sobrecorrente devem ser sempre determinados de acordo com o código elétrico aplicável e o projeto completo da instalação.

Por que utilizar 480 V para 208Y/120 V?

A tensão de 480 V é amplamente utilizada na distribuição elétrica em instalações comerciais e industriais da América do Norte, uma vez que uma tensão de distribuição mais elevada permite reduzir a corrente e a queda de tensão.

No entanto, muitas cargas das instalações requerem tensões mais baixas.

Um sistema de 208Y/120 V fornece:

Alimentação trifásica de 208 V para:

• Motores
• Equipamento de climatização
• Bombas
• Maquinaria industrial
• Equipamento comercial

e:

Alimentação monofásica de 120 V para:

• Iluminação
• Recipientes
• Circuitos de controlo
• Equipamento de escritório
• Pequenos aparelhos elétricos

Um único transformador de 480 V para 208Y/120 V pode, portanto, alimentar vários tipos de cargas na mesma instalação.

Aplicações típicas

1. Edifícios comerciais

Os transformadores de 75 kVA podem ser utilizados em edifícios de escritórios, estabelecimentos comerciais, hotéis e complexos comerciais para alimentar sistemas de distribuição de 208Y/120 V.

2. Instalações industriais

As fábricas utilizam frequentemente 480 V para motores e equipamentos de maior dimensão, ao mesmo tempo que necessitam de 208 Y/120 V para sistemas auxiliares, sistemas de controlo, iluminação e cargas de uso geral.

3. Centros de dados

A distribuição de 208Y/120V é frequentemente utilizada para determinadas cargas de centros de dados, equipamento de TI, sistemas auxiliares e infraestruturas das instalações.

No caso de aplicações em centros de dados, a seleção de transformadores pode exigir uma análise mais aprofundada de aspetos como correntes harmónicas, requisitos relativos ao fator K, impedância, aumento de temperatura, redundância e qualidade da energia.

4. Escolas e instituições

Escolas, universidades, hospitais e outros edifícios institucionais podem utilizar transformadores de 480 V para 208Y/120 V para alimentar cargas elétricas mistas.

5. Instalações de retalho e serviços

Os centros comerciais, restaurantes, oficinas e instalações de serviços podem necessitar tanto de alimentação trifásica a 208 V como de alimentação monofásica a 120 V.

Circuito primário em delta vs. Circuito primário em Wye

Uma configuração comum para este transformador é:

480 V em triângulo (primário) → 208 V em Y/120 V (secundário)

Os principais fabricantes disponibilizam produtos de 75 kVA com esta configuração. Por exemplo, a Schneider Electric apresenta um transformador trifásico de tipo seco de 75 kVA com um primário em triângulo de 480 V e um secundário de 208Y/120 V.

No entanto, também é possível utilizar uma configuração primária em estrela de 480 V para determinadas aplicações.

A ligação primária correta depende do sistema elétrico de alimentação da instalação.

Por conseguinte, os compradores devem especificar não só a tensão, mas também a ligação principal.

Enrolamentos de cobre ou de alumínio?

Para um transformador de tipo seco de 75 kVA, podem ser utilizados tanto materiais de enrolamento de cobre como de alumínio.

Enrolamentos de cobre

O cobre oferece uma excelente condutividade elétrica e permite um desenho compacto do enrolamento.

Os transformadores com enrolamentos de cobre são frequentemente escolhidos quando:

• As vagas são limitadas
• É necessária uma elevada resistência mecânica
• É preferível uma menor resistência do enrolamento
• As especificações do projeto exigem condutores de cobre

Enrolamentos de alumínio

O alumínio é amplamente utilizado em transformadores de distribuição e pode constituir uma solução económica.

Por exemplo, comercial Transformadores de 75 kVA estão disponíveis com enrolamentos de alumínio, embora também sejam oferecidas versões com enrolamentos de cobre.

A escolha deve basear-se nas especificações do projeto, no espaço disponível, nos requisitos de eficiência, no orçamento e nas condições de instalação.

Eficiência típica e requisitos do DOE

No que diz respeito aos transformadores vendidos nos Estados Unidos, os requisitos de eficiência energética constituem um fator importante a ter em conta.

Os transformadores comparáveis de 75 kVA atualmente disponíveis no mercado dos EUA podem satisfazer Departamento de Energia dos EUA (DOE), 10 CFR, Parte 431 requisitos. Alguns produtos indicam rendimentos na ordem dos 98.6% dependendo do projeto específico e das condições de ensaio.

Ao adquirir um transformador para um projeto nos EUA, o comprador deve confirmar os requisitos de eficiência aplicáveis do DOE e solicitar ao fabricante os dados relativos à eficiência e às perdas.

Aumento da temperatura e classe de isolamento

Os transformadores do tipo seco típicos nesta gama de potências podem ser fornecidos com:

• Aumento de temperatura de 115 °C
• Aumento de temperatura de 150 °C
• Sistemas de isolamento para 180 °C ou 220 °C

Estas especificações não devem ser confundidas.

Classe de isolamento refere-se à capacidade térmica máxima do sistema de isolamento, enquanto aumento da temperatura refere-se ao aumento previsto da temperatura do enrolamento em condições nominais de funcionamento.

Por exemplo, estão disponíveis produtos comerciais de 75 kVA com um aumento de temperatura de 150 °C e sistemas de isolamento de 220 °C.

Pode ser preferível um projeto com menor aumento de temperatura nos casos em que a eficiência, a vida útil ou a temperatura de funcionamento sejam particularmente importantes.

Opções de caixas NEMA

A caixa deve ser escolhida de acordo com o ambiente de instalação.

As configurações mais comuns incluem:

NEMA 1

Normalmente utilizado em instalações em interiores, onde é necessária proteção contra o contacto acidental e uma exposição ambiental limitada.

NEMA 3R

Concebido para utilização no exterior ou em ambientes mais exigentes, onde é necessária proteção contra a chuva e outras condições ambientais.

Estão disponíveis transformadores comerciais de 75 kVA, de 480 V para 208Y/120 V, com caixas de proteção NEMA 3R.

No caso de instalações ao ar livre, o invólucro do transformador, a ventilação, as distâncias de segurança, a proteção contra as intempéries e a disposição de montagem devem ser considerados em conjunto.

Precisa de uma blindagem eletrostática?

Uma blindagem eletrostática é um recurso opcional que pode ser instalado entre os enrolamentos primário e secundário.

Pode revelar-se útil em aplicações em que é importante reduzir a transferência de ruído elétrico de alta frequência entre os circuitos primário e secundário.

As aplicações típicas podem incluir:

• Equipamento eletrónico sensível
• Estabelecimentos de saúde
• Centros de dados
• Sistemas de controlo industrial
• Sistemas de instrumentação

Alguns transformadores de 75 kVA, de 480 V para 208Y/120 V, disponíveis no mercado, são fornecidos com blindagem eletrostática.

A necessidade de um blindagem depende do ambiente elétrico e dos requisitos do projeto.

Especificações típicas de um transformador

Um transformador típico de 75 kVA para esta aplicação pode ter especificações semelhantes às seguintes:

Estes são valores representativos e não uma especificação universal. O projeto final deve ser confirmado de acordo com os requisitos do projeto.

75 kVA em comparação com outros tamanhos de transformadores

A escolha de 75 kVA deve basear-se na carga real ligada e na procura, em vez de se selecionar simplesmente o transformador de acordo com a maior carga individual.

Por exemplo:

Se a carga calculada estiver próxima dos 75 kVA, o engenheiro deve ter em conta as cargas contínuas, a expansão futura, o arranque dos motores, os harmónicos, a temperatura ambiente e a carga exigida ao transformador antes de definir o dimensionamento final.

Como escolher o transformador de 75 kVA adequado

Antes de encomendar um transformador de 75 kVA de 480 V para 208Y/120 V, confirme o seguinte:

1. Tensão primária

Confirme se a fonte é:

480 V em triângulo

ou outra configuração de 480 V.

2. Tensão secundária

Confirme se o sistema necessário é:

208Y/120 V

e que é necessária uma ligação ao neutro.

3. Frequência

Para a maioria dos pedidos nos EUA:

60 Hz

4. Material de enrolamento

Especifique:

Cobre ou alumínio

dependendo dos requisitos do projeto.

5. Aumento da temperatura

Entre as opções mais comuns contam-se:

115 °C ou 150 °C

6. Anexo

Escolha:

NEMA 1 para aplicações em interiores

ou

NEMA 3R para aplicações adequadas em exterior.

7. Torneiras

Os modelos comuns de transformadores dispõem de derivações 2.5% para compensar as variações na tensão de alimentação de entrada. A configuração real das derivações deve ser confirmada junto do fabricante.

8. Certificações e normas

No caso de pedidos nos EUA, confirme os requisitos aplicáveis, tais como:

• Requisitos de eficiência do DOE
• UL 1561
• NEMA ST-20
• Requisitos da CSA, quando aplicáveis

Os produtos comerciais desta categoria são normalmente comercializados em conformidade com as normas UL 1561 e/ou CSA.

Fabricante de transformadores de 75 kVA

A EverNew Transformer fornece soluções personalizadas de transformadores de tipo seco e de distribuição para aplicações comerciais, industriais, de infraestruturas e de energias renováveis.

Para um Transformador trifásico de 75 kVA, de 480 V para 208Y/120 V, os clientes podem especificar:

• Enrolamentos de cobre ou alumínio
• 480 V em triângulo no lado primário
• 208Y/120 V secundário
• 60 Hz
• Diferentes opções de aumento de temperatura
• Recinto interior ou exterior
• Configurações de caixas com classificação NEMA
• Proteção eletrostática
• Torneiras personalizadas
• Dimensões e disposições dos terminais personalizadas

No caso de projetos nos EUA, as especificações relativas à certificação, eficiência, invólucro e instalação exigidas devem ser confirmadas antes da produção.

Perguntas Frequentes

Para que serve um transformador de 75 kVA, de 480 V para 208Y/120 V?

É utilizado principalmente para converter energia trifásica de 480 V em energia trifásica de 208 V e energia monofásica de 120 V para distribuição elétrica comercial e industrial.

Quantos amperes fornece um transformador de 75 kVA?

A 480 V trifásico, a corrente primária aproximada é de 90,2 A. A 208 V trifásico, a corrente secundária aproximada é de 208,2 A.

208Y/120 V é o mesmo que 208 V?

Não exatamente. Um sistema de 208Y/120V fornece aproximadamente 208 V entre fases e 120 V entre cada fase e o neutro.

Um transformador de 75 kVA é suficiente para as minhas instalações?

Depende da carga de procura calculada. O transformador deve ser selecionado com base na carga elétrica real, na expansão futura, nas correntes de arranque, nos harmónicos, nas condições ambientais e nas normas elétricas aplicáveis.

Um transformador de 75 kVA pode ter enrolamentos de cobre?

Sim. Estão disponíveis no mercado versões com enrolamento tanto em cobre como em alumínio. O cobre é frequentemente escolhido quando as especificações do projeto ou as restrições de espaço favorecem um desenho com enrolamento em cobre.

Este transformador pode ser instalado no exterior?

Sim, desde que seja fornecido com uma caixa de proteção adequada para utilização no exterior e tenha sido concebido para as condições ambientais em questão. As versões NEMA 3R estão normalmente disponíveis para aplicações adequadas ao ar livre.

Conclusão

A Transformador trifásico de 75 kVA, 480-208Y/120 volts é uma solução prática para instalações que necessitam de distribuir energia trifásica a 208 V e monofásica a 120 V a partir de um sistema elétrico de 480 V.

As especificações mais importantes a confirmar são a tensão primária e secundária, a configuração de fases, a frequência, o material dos enrolamentos, o aumento de temperatura, a eficiência, as derivações, o tipo de invólucro, as certificações e o ambiente de instalação.

No caso de um projeto nos EUA, as especificações finais do transformador devem ser analisadas à luz do código elétrico aplicável, dos requisitos de eficiência do DOE e dos requisitos de certificação específicos do projeto, antes do fabrico e da instalação.