Aula 04 - Equipamentos - Transformadores

8/18/2019 Aula 04 - Equipamentos - Transformadores

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PROFESSOR: RONIMACK TRAJANO DE SOUZA

TRANSFORMADORES DE POTÊNCIATRANSFORMADORES DE POTÊNCIA

TEMA DA AULA


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TRANSFORMADORES - PERDAS EM VAZIO

Potência absorvida pelo transformador quando alimentado emtensão e frequência nominais, estando os enrolamentos secundário eterciários em aberto.

O fluxo principal estabelecido no circuito magnético é acompanhadodos efeitos conhecidos por histerese e correntes parasitas deFoucault.

As perdas em vazio refere-se as perdas no núcleo de ferro, originadaspelas correntes parasitas ou de Foucault e pela histerese magnética.

Para que as correntes de Foucault sejam reduzidas, utilizam-sechapas de ferro-silício de pequena espessura, separadas por uma finacamada de material isolantes.


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TRANSFORMADORES - PERDAS CORRENTE DE FOUCAULT

Sendo:Pcf - perdas por correntes de Foucault em W/kg de núcleo ;Bm - indução (valor máximo) no núcleo em gauss;

F - freqüência em Hz;E - Espessura da chapa em mm;K - coeficiente de Steimmetz (depende do material) ;

Quando um corpo metálico é submetido a uma variação de fluxomagnético, gera-se uma força eletromotriz que produz a circulação decorrenteselétricas no seu interior, provocando perda de potência.

As perdas por correntes de Foucault, de forma simplificada, referida a1 kg de lâmina de ferro-silício são dadas por:


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TRANSFORMADORES - PERDAS POR HISTERESE

O fluxo principal estabelecido no circuito magnético é acompanhadodos efeitos conhecidos por histerese e correntes parasitas deFoucault.Considerando que o fluxo magnético na condição de carga ou à vazioé praticamente o mesmo, as perdas por histerese são dadas por:

Sendo:Phm - perdas por histerese em Watt por quilograma de núcleo;K - coeficiente de Steimmetz (depende do material) ;

Bm - indução (valor máximo) no núcleo em gauss;F - freqüência em Hz.


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TRANSFORMADORES - PERDAS EM CARGA

Sendo:

Pcu - perdas no cobre em W/kg;D - densidade de corrente em A/mm², tomada como média dasdensidades de corrente dos enrolamentos primário e secundário.

Corresponde a potência ativa absorvida na frequência e correntesnominais, estando os terminais secundários em curto-circuito.

As perdas em cargas são causadas pela resistência ôhmica dasbobinas, denominadas perdas no cobre. Elas são desprezíveis para o

transformador em vazio e máxima para o transformador em carga,sendo assim expressas para 1 kg de fio de cobre:


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TRANSFORMADORES - PERDAS TOTAIS

As perdas totais do transformador em qualquer regime de carga podeser expresso por:

Sendo:Pt – perdas totais no transformador, em W;

Fc - fator de cargaPfe - perdas totais no ferro, em W, dado por:

Sendo:

Pcfn - perdas por correntes de Foucault em W;Phmm - perdas por histerese em Watt;


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TRANSFORMADORES - RENDIMENTO

O rendimento de um equipamento pode ser definido como a relaçãoentre as potências de saída e entrada. No caso de transformadores, orendimento é a relação entre a potência elétrica fornecida pelosecundário e a potência absorvida pelo primário.

Sendo:PS - potência absorvida pelo secundário;PP - potência absorvida pelo primário;


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TRANSFORMADORES - RENDIMENTO

O rendimento do transformador é máximo quando as perdas nocobre são iguais às perdas no ferro e que o valor da corrente paraesse rendimento é menor que o valor da corrente nominal.

É evidente que em circuito aberto (em vazio) e em curto-circuito orendimento é nulo, visto que em ambos os casos não há carga ligadaao secundário do transformador. Em circuito aberto não há potênciaútil porque não há corrente, e em curto-circuito não há potência útil,tendo em vista que a carga é apenas o núcleo e os enrolamento dos

transformador.


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TRANSFORMADORES - CURVAS DE RENDIMENTO


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TRANSFORMADORES - REGULAÇÃO DA TENSÃO

A regulação de tensão de um transformador é a variação na tensãoterminal do secundário, entre circuito aberto e em plena carga,considerando a tensão do primário constante, sendo usualmenteexpressacomo percentagem do valor da tensão em plena carga.


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TRANSFORMADORES - IMPEDÂNCIA PERCENTUAL

Conhecida também como tensão nominal de curto-circuito,representa numericamente a fração da tensão nominal no primário,com relação a tensão nominal do primário, capaz de provocar acirculação da corrente nominal no secundário do transformador, noensaio de curto-circuito.

Sendo:VPcc – Tensão nominal de curto-circuito,aplicada no primário;

VPn – Tensão nominal do primário;Z – impedância percentual ou tensão nominal de curto-circuito ;

=

∙ 100%


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TRANSFORMADORES - GRUPOS VETORIAIS DE LIGAÇÕES

Em um sistema trifásico equilibrado, existem três formas de interligaros enrolamentos: estrela (Y), delta (Δ ) e zigue-zague (Z). A figuraabaixo mostra os esquemas destas ligações.


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TRANSFORMADORES - DESLOCAMENTO ANGULAR

Representa a diferença angular entre grupos de ligações de doisenrolamentos, a partir dos fasores que representam as tensões entreo ponto neutro e os terminais correspondentes de doisenrolamentos.

Quando um sistema de sequência positiva de tensão é aplicado aosterminais de tensão mais elevada, na ordem numérica dessesterminais. Considera-se que os fasores giram no sentido anti-horário.

Por exemplo, o grupo vetorial de ligações YΔ1 denota que o

enrolamento de menor tensão ligado em delta (Δ) está atrasado de30° em relação ao enrolamento de maior tensão (Y).


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Deslocamento Angular – Dyn1

- A primeira letra (maiúscula) representa o enrolamento de tensãomais elevada, sendo utilizadas as seguintes letras D (Delta), Y (estrela)e Z (Zig-Zag).

- A segunda letra (minúscula) representa o enrolamento de tensãoinferior, sendo utilizadas as seguintes letras d (delta), y (estrela) e z(Zig-Zag).

- A letra n indica que o neutro é acessível.

- O número 1 indica as horas do ponteiro de um relógio, ou seja, cada30° representa uma hora (30° / 30° = 1 hora).


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TRANSFORMADOR – PARALELISMO

Tensões primárias iguais e relação detransformação diferente.

Para a corrente de circulação emvazio Icirc em relação a T1, temos:


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Os transformadores são projetados e construídos rigorosamentesegundo normas ABNT ou outras especificações brasileiras ouinternacionais solicitadas pelo cliente.

A programação da correta operação e manutenção dos equipamentoselétricos visa proporcionar um bom desempenho do equipamento,além de prolongar a sua vida útil.

TRANSFORMADORES - CORRENTE INRUSH

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