Transformadores. Gil Marques 2005

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1 Transformadores Gil Marques 005 Transformadores - Gil Marques 005 Conteúdo Pioneiros Classificação Princípio de funcionamento Circuito equialente Medida dos parâmetros Rendimento Comportamento Valores nominais Aspectos térmicos Transformadores - Gil Marques 005

2 Pioneiros Transformadores - Gil Marques 005 ikola Tesla 3 Classificação dos transformadores Transformadores de potência Transformadores de isolamento Autotransformadores Autotransformadores ariadores Transformadores de tensão Transformadores de corrente Transformadores de alta frequência Transformadores - Gil Marques 005 4

3 Transformador de Potência Transformadores - Gil Marques Transformadores a óleo Transformadores - Gil Marques

4 Transformadores de potência a óleo Transformadores - Gil Marques Transformadores secos úcleo Enrolamento BT 3 Enrolamento MT 4 Terminal BT 5 Terminal MT 6 Peça de fixação do núcleo 7 Suporte 8 Isolamento exterior Transformadores - Gil Marques

5 Transformadores de corrente Transformadores - Gil Marques Transformadores de tensão Transformadores - Gil Marques

6 Autotransformadores/ Autotransformadores ariadores Transformadores - Gil Marques 005 Princípio de funcionamento Transformadores - Gil Marques 005 6

7 Modelo do transformador ideal φ i i E r r H. dl = 0 = i i k Relação de transformação Z dψ dφ = = dt dt dψ dφ = = dt dt i i = = = k Transformadores - Gil Marques Transformador ideal i i : p = = i = i p = i i = Transformadores - Gil Marques

8 Redução ao primário R i i L C : di = Ri + L + idt dt C com: i = i e = = Ri + di L + dt C i dt Z ' = Z Transformadores - Gil Marques Modelo do Transformador real i i E Z R L d i i R L d E e e Z Transformadores - Gil Marques

9 di dφ = Ri + Ld + dt dt di dφ = Ri Ld + dt dt multiplicando a segunda equação por / ou ' ' com = R i = = Transformadores - Gil Marques 005 ' ' L R i ' d i ' ' di + dt = L i d dφ dt di + dt Z ' dφ dt = Z 7 F mm = i - i' = (i -i' ) R L d i i' r' L' d E e e ' Z' e = dφ dt E L d i R i m r' L' d i' i m =i -i' Transformadores - Gil Marques 005 e e ' Z' A redução ao primário é equialente a substituir o enrolamento do secundário por um enrolamento igual ao do primário. A relação de transformação passa a ser unitária 8 9

10 Circuito equialente i R L d L' d R' i' R fe L m ' Transformadores - Gil Marques Circuito equialente reduzido i R L d L' d R' i' i Reduzido ao primário R fe L m ' i i' R' L' d L d R i Reduzido ao secundário ' R fe L m O núcleo é representado por um circuito RL em paralelo Transformadores - Gil Marques

11 Medida dos parâmetros (ensaio em azio) i R L d L' d R' i' =0 A corrente do secundário é nula R fe L m ' A impedância do ramo em série é muito menor que a impedância do ramo em paralelo i R L d Mede-se V,I e P e determina-se R fe e L m R fe L m Transformadores - Gil Marques 005 Medida dos parâmetros (ensaio em cc) i R L d L' d R' i' A impedância de magnetização é muito superior às outras R fe L m ' Só é possíel obter a série dos parâmetros do ramo longitudinal i R L d L' d R' i' Admite-se que R =R e L d =L d ' Transformadores - Gil Marques 005

12 Esquema equialente aproximado i R L cc cc i' R fe L m ' A aproximação conduz a erros pequenos. É muito mais simples de utilizar. As perdas no ferro são constantes. As perdas no cobre ariam com o quadrado da corrente. Transformadores - Gil Marques Desempenho do transformador Rendimento Método directo η = P P Rendimento Método de perdas separadas η = P P + P fe + R cc I ' Transformadores - Gil Marques 005 4

13 Queda de tensão em carga I V V R cc I jx cc I Os alores da queda de tensão são baixos (<5%) A queda de tensão depende do tipo de carga: é maior quando a carga for indutia I V R cc I V jx cc I Transformadores - Gil Marques Valores nominais São os alores que representam o estado permanente limite suportáel pelo transformador. Acima destes alores o transformador pode estar em interalos de tempo curtos S potência nominal V tensão nominal do primário V tensão nominal do secundário Os alores das correntes nominais são calculados a partir de S=VI Transformadores - Gil Marques

14 Transformadores de medida (TT e TI) R S T A V Transformadores - Gil Marques Aspectos térmicos Transformadores - Gil Marques

15 Óleo atural / Ar atural Transformadores - Gil Marques Óleo atural / Ar forçado Transformadores - Gil Marques

16 Ar e óleo forçados Transformadores - Gil Marques Óleo e água forçados Transformadores - Gil Marques

17 OA/OAF/ODAF Transformadores - Gil Marques Tanque do transformador Transformadores - Gil Marques

18 Aspectos de construção de transformadores Transformadores - Gil Marques Explosão de transformador Transformadores - Gil Marques

19 Fim Transformadores - Gil Marques