PRÁTICAS DE LABORATÓRIO

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ PR UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Disciplina: Máquinas Elétricas 1 PRÁTICAS DE LABORATÓRIO Professor: Joaquim Eloir Rocha Abril de 2014

SUMÁRIO Circuito Magnético Simples Excitado com Corrente Contínua... 3 Circuito Magnético Simples Excitado com Corrente Alternada... 5 Funcionamento do Transformador Monofásico sem Carga... 7 Formas de Onda da Tensão e Corrente... 9 Funcionamento do Transformador Monofásico com Carga... 12 Ensaio do Transformador Monofásico a Vazio... 14 Ensaio do Transformador Monofásico a Plena Carga... 16 Ensaio de Polaridade... 18 Conexão de Transformadores Monofásicos em Série e Paralelo... 21 Conexão de Transformadores Monofásicos em Estrela... 23 Conexão de Transformadores Monofásicos em Delta... 26 Conexão de Transformadores em Delta Aberto... 29 Conexão de Transformadores em zig-zag... 31 Autotransformadores... 33 Joaquim Eloir Rocha 1

ORIENTAÇÃO PARA APRESENTAÇÃO DE RELATÓRIOS DAS PRÁTICAS DO LABORATÓRIO 1- Para cada atividade de laboratório deverá ser feito um relatório. 2- O relatório deverá ter o seguinte formato: Título, nome dos membros da equipe de até 5 estudantes e data de realização. Introdução e objetivos - deve apresentar uma rápida descrição da prática e de seus objetivos. Elaboração de tabelas - deve apresentar as tabelas utilizadas, quando houver medição de valores, e discutir sobre essas medições de maneira clara e objetiva, porém com detalhe suficiente para comprovar o entendimento da prática realizada. Observações e conclusão deve apresentar uma pequena descrição sobre os resultados da prática, se os objetivos foram atingidos, as limitações apresentadas, o que foi aprendido e sugestões que venham a contribuir para melhoria do laboratório. Referências deve conter as referências consultadas, se houve consulta. 3- O relatório deve ser entregue em até 7 dias após a realização do respectivo laboratório. Não serão aceitos relatórios atrasados. Joaquim Eloir Rocha 2

PRÁTICA N 01 ASSUNTO: Circuito Magnético Simples Excitado com Corrente Contínua. OBJETIVO: Verificar o comportamento de um transformador excitado com C. C. ESQUEMA ELÉTRICO: VARIADOR A DE TENSÃO V MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 VARIVOLT - 1 ponte retificadora - 1 reostato de 2 A - 2 multímetros - 1 transformador didático EXPLICAÇÃO: Deve-se testar o comportamento do circuito primários do transformador quando submetido a uma tensão continua (c.c.) de alimentação, fornecida com o auxílio de um retificador. Devido ao efeito do ripple, na tensão de saída do retificador, é de se esperar uma tensão direta pulsante e não exatamente uma Joaquim Eloir Rocha 3

tensão continua e constante como o resultado da retificação da forma de onda alternada. O experimento é realizado variando-se a tensão de alimentação c.c. fornecida ao transformador, através da tensão controlada fornecida pelo VARIVOLT e posteriormente retificada pelo retificador. Medindo-se sempre a tensão c.c. aplicada à bobina do primário e a corrente circulante no mesmo circuito. Na última etapa do experimento, deve-se alterar a relutância do circuito magnético através da retirada de uma parte do núcleo de material ferroso ou introdução de um entreferro no circuito. O entreferro pode ser obtido com a introdução de uma folha dobrada criando um gap no circuito magnético. PROCEDIMENTO: a) Iniciar a alimentação do circuito com tensão V cc inicialmente igual a zero; b) Ir aumentado gradualmente a tensão V cc até a corrente atingir 2 A. O reostato deve suportar mais de 2 A. c) Elaborar uma tabela V x I; d) Alterar o circuito magnético e repetir o experimento. Após a análise dos dados das duas tabelas, justificar os resultados usando a teoria de circuitos magnéticos. Joaquim Eloir Rocha 4

PRÁTICA N 02 ASSUNTO: Circuito Magnético Simples Excitado com Corrente Alternada Senoidal. OBJETIVO: Verificar o comportamento de um transformador excitado com C.A. ESQUEMA ELÉTRICO: VARIADOR A DE TENSÃO V MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 VARIVOLT - 2 multímetros - 1 transformador didático EXPLICAÇÃO: Esta prática mostra qual é o comportamento de um dos enrolamentos de um transformador monofásico convencional, quando este é energizado em uma condição livre de carga elétrica no secundário; ou seja, em condições de operação à vazio. A prática poderia ser feita com uma indutância na qual se possa variar a relutância do circuito magnético. Através do VARIVOLT é possível obter uma série de diferentes níveis de tensão AC que foram utilizadas para alimentar o circuito primário do Joaquim Eloir Rocha 5

transformador. Além do variador de tensão e do transformador monofásico, também foi necessário utilizar dois multímetros que foram utilizados nas medições dos parâmetros elétricos dos circuitos primário. Um multímetro é utilizado na função de voltímetro, para realizar a medição da tensão AC aplicada na entrada do transformador. O segundo multímetro é utilizado com a função de amperímetro, para registrar qual era a corrente demandada no circuito primário, conforme diferentes níveis de tensão são aplicados a entrada do transformador. Nesta prática, quando se altera o circuito magnético e, portanto, se altera a indutância do enrolamento, haverá alteração no valor da reatância indutiva. PROCEDIMENTO: a) Alimentar o circuito e aumentar gradualmente a tensão aplicada; b) Elaborar uma tabela V x I; c) Calcular o valor da reatância e indutância do circuito desprezando o efeito da resistência. d) Alterar o circuito magnético e repetir o experimento. e) Refazer o cálculo da reatância e indutância do circuito. Após a análise dos dados das duas tabelas, justificar os resultados usando a teoria de circuitos magnéticos. Joaquim Eloir Rocha 6

PRÁTICA N 03 ASSUNTO: Funcionamento do Transformador Monofásico sem Carga. OBJETIVO: Montar um transformador monofásico elementar; identificar os enrolamentos e determinar a relação de transformação. ESQUEMA ELÉTRICO: A V V MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 3 multímetros - 1 transformador didático EXPLICAÇÃO: O transformador é um equipamento que não realiza conversão de energia, esse dispositivo simplesmente interconecta dois circuitos elétricos distintos, e eletricamente isolados entre si, através de um elo magnético que se estabelece entre as duas bobinas do sistema (uma no circuito primário de entrada e outra no circuito secundário de saída) conforme a corrente do circuito primário gera um fluxo magnético que por sua vez concatena a bobina disposta no outro circuito elétrico, isolado eletricamente do primeiro. Conforme uma tensão alternada é aplicada no circuito primário do transformador e se estabelece o elo magnético entre as duas bobinas, uma tensão secundária é induzida no secundário do Joaquim Eloir Rocha 7

dispositivo. O nível de tensão induzida, em comparação com a tensão aplicada no circuito primário, é proporcional ao número de espiras que compõem cada uma das bobinas. No caso desta prática em questão, o circuito elétrico do secundário do transformador está em aberto, ou seja não há a possibilidade de circulação de uma corrente secundária, independente de qual seja a tensão induzida naquele circuito. Sendo assim não há o efeito de realimentação entre as bobinas. Sem uma corrente secundária circulante não há a geração de um fluxo gerado na bobina secundária, que por sua vez interferiria no comportamento elétrico do circuito primário devido à impedância mútua que existe entre as bobinas PROCEDIMENTO: a) Alimentar o transformador na condição de abaixador; b) Aumentar a tensão de 10 V em 10 V; c) Determinar a relação de transformação; d) Alterar o circuito magnético e repetir o experimento. Para modificar o circuito magnético é necessário introduzir um entreferro alterando a sua relutância; e) Determinar a nova relação de transformação; Explicar a razão da relação de transformação ter sido modificada quando o circuito magnético foi alterado. Joaquim Eloir Rocha 8

PRÁTICA N 04 ASSUNTO: Formas de Onda da Tensão e Corrente. OBJETIVO: Verificar a forma de onda das tensões primária e secundária e, também, a forma de onda da corrente de excitação. ESQUEMA ELÉTRICO 1: VARIADOR DE TENSÃO V OSCILOSCÓPIO MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 VARIVOLT - 1 multímetro - 1 osciloscópio de dois canais - 1 transformador didático EXPLICAÇÃO DO PROCEDIMENTO 1: O primeiro circuito é montado com uma fonte de tensão alternada variável ajustada para 150V, um voltímetro em paralelo para monitoramento de tensão, um osciloscópio de dois canais para verificar as formas de onda e um transformador Joaquim Eloir Rocha 9

abaixador sem carga no enrolamento secundário. Deve ser verificado que as formas de onda das tensões primária e secundária são senoidais. PROCEDIMENTO 1: a) Aplicar uma tensão suportável pela ponteira do osciloscópio; b) Verificar a forma de onda das tensões primária e secundária. ESQUEMA ELÉTRICO 2: VARIADOR DE TENSÃO OSCILOSCÓPIO Cuidado com o ponto comum das ponteiras do osciloscópio MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 VARIVOLT - 2 multímetros - 1 reostato de 2 A - 1 osciloscópio de dois canais - 1 transformador didático Joaquim Eloir Rocha 10

EXPLICAÇÃO DO PROCEDIMENTO 2: Este segundo circuito é montado com uma fonte de tensão alternada variável ajustada para 150V, um amperímetro em série para monitoramento de corrente não mostrado no esquema elétrico, um voltímetro em paralelo para monitoramento de tensão também não mostrado no esquema elétrico, um reostato de 100Ω (ajustado para aproximadamente 10Ω) usado como shunt para medição da forma de onda de corrente, uma vez que não temos uma ponteira de corrente para o osciloscópio, e um transformador abaixador sem carga no enrolamento secundário. PROCEDIMENTO 2: a) Utilizar uma resistência baixa ( 10 Ω) em série com o primário do transformador; b) Aplicar uma tensão suportável pela ponteira do osciloscópio; c) Cuidado com a massa do osciloscópio, pois um curto pode ser provocado; d) Verificar as formas de onda e o defasamento; e) Colocar uma carga resistiva no secundário e verificar a mudança na forma de onda da corrente e a mudança no defasamento entre a corrente e a tensão. Explicar a razão da forma de onda da corrente de excitação ser distorcida uma vez que a tensão aplicada é senoidal. Joaquim Eloir Rocha 11

PRÁTICA N 05 ASSUNTO: Funcionamento do Transformador Monofásico com Carga. OBJETIVO: Verificar a queda de tensão no secundário do transformador com o aumento da corrente e, também, a perda de potência no transformador. ESQUEMA ELÉTRICO: A1 W1 A2 W2 127 V V1 V2 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 2 wattímetros - 4 multímetros - 1 reostato de 2 A - 1 transformador didático EXPLICAÇÃO: Nesta prática será observado o comportamento do transformador quando alimenta uma carga secundária. Deve-se observar que com o aumento da carga secundária, haverá um aumento na diferença entre a leitura dos wattímetros, pois com o aumento da corrente no circuito maiores serão as perdas no transformador. Outro efeito a ser observado é o aumento da queda de tensão no transformador, Joaquim Eloir Rocha 12

observado pela menor leitura na tensão secundária. Isso ocorre, pois o transformador possui uma impedância interna que provoca uma maior queda de tensão com o aumento da corrente. Com a introdução de um capacitor como parte da carga secundária, verifica-se uma melhora na tensão secundária além de uma melhora no fator de potência. Com a introdução de um indutor como parte da carga secundária, verificase o contrário, ou seja, uma piora na tensão secundária e uma piora no fator de potência do circuito. PROCEDIMENTO: a) Utilizar 5 valores de resistências diferentes; b) Tabular as leituras primárias e secundárias; c) Com os valores da tabela, determinar as impedâncias vistas pela fonte, bem como, os fatores de potência vistos pela fonte para os diversos valores de carga; d) Determinar a perda de potência no transformador em função da carga; e) Ligar um capacitor no secundário e verificar o comportamento da tensão secundária; f) Ligar um indutor no secundário e verificar o comportamento das tensões. Explicar qual a razão da introdução do capacitor melhorar a tensão enquanto com a introdução do indutor haver uma piora na tensão. Joaquim Eloir Rocha 13

PRÁTICA N 06 ASSUNTO: Ensaio do Transformador Monofásico a Vazio. OBJETIVO: Determinar a potência de perdas no núcleo e os parâmetros do circuito paralelo. ESQUEMA ELÉTRICO: VARIADOR A W DE TENSÃO V MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 VARIVOLT - 1 wattímetro - 2 multímetros - 1 transformador didático EXPLICAÇÃO: Conforme um transformador opere em vazio, ou seja, sem uma carga elétrica acoplada aos terminais do circuito secundário, era de se esperar a princípio que talvez não houvesse consumo de potência ativa por parte do transformador uma vez que esse dispositivo não apresenta partes móveis. No entanto, não é isso o que se constata na prática. Mesmo em vazio, o Joaquim Eloir Rocha 14

transformador demanda uma corrente de operação que é a corrente primária de operação a vazio. Essa corrente tem um valor muito reduzido em comparação à corrente nominal a qual o dispositivo foi projetado para suportar em situação nominal de operação. Ela é responsável pela criação do elo eletromagnético que existe entre as bobinas dos dois circuitos, devido a alta característica indutiva do circuito, essa corrente se apresenta quase em quadratura (em atraso) em relação ao fasor de tensão aplicada ao circuito primário. Entretanto, há uma componente real na corrente demandada em vazio, apesar do baixo fator de potência em operação em vazio e a corrente demandada não se encontra em um atraso pleno de 90º elétricos em relação ao fasor tensão usado como referência. Isso se deve ao fato de mesmo em vazio, haver alguma potência ativa sendo dissipada no transformador apesar de não haver carga conectada ao mesmo. Essa potência ativa consumida na operação do transformador é equivalente as perdas que ocorrem no núcleo do transformador (desconsiderando o efeito Joule na baixa resistência do circuito primário). Tais perdas são devidas a circulação de correntes parasitas (correntes de Foucault) no núcleo ferromagnético além do efeito de histerese que também se apresenta no núcleo. Nesta prática, são obtidos os parâmetros em paralelo do circuito equivalente do transformador. PROCEDIMENTO: a) Realizar o experimento na mesa de ensaio ; b) Alimentar a baixa tensão com 254 V que é a tensão nomunal do transformador; c) Medir a corrente, a tensão e a potência; d) Determinar g HF e b m. Joaquim Eloir Rocha 15

PRÁTICA N 07 ASSUNTO: Ensaio do Transformador Monofásico a Plena Carga. OBJETIVO: Determinar a potência de perdas nos enrolamentos, a queda de tensão interna e os parâmetros do circuito série. ESQUEMA ELÉTRICO: VARIADOR A W DE TENSÃO V ALICATE AMPERÍMETRO MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 VARIVOLT - 1 wattímetro - 2 multímetros - 1 amperímetro tipo alicate - 1 transformador didático EXPLICAÇÃO: O ensaio em plena carga tem como principal objetivo obter os parâmetros do circuito equivalente em série do transformador. Para isso é necessário fazer circular pelo transformador a sua corrente nominal. O artifício utilizado para se obter corrente nominal do transformador sem precisar aplicar carga nominal nesse Joaquim Eloir Rocha 16

transformador é aplicar uma tensão reduzida nos terminais de mais alta tensão enquanto o terminal de baixa tensão é curto-circuitado. Assim, o efeito das perdas causadas pela corrente nominal circulando pelos enrolamentos pode ser medida. A vantagem desse método é que as perdas no ferro podem ser ignoradas, pois a tensão aplicada é muito baixa. O segundo objetivo na realização desse ensaio é obter a queda de tensão do transformador. Esse ensaio permite determinar a impedância percentual do transformador que é uma informação que consta nos dados de placa de um transformador comercial. PROCEDIMENTO: a) Realizar o experimento na mesa de ensaio ; b) Alimentar o lado de média tensão com o lado de baixa tensão em curtocircuito; c) Deve-se aumentar a tensão aplicada até que se atinja a corrente nominal do transformador; d) Medir a corrente, a tensão e a potência; e) Determinar R 1 e X 1. As fórmulas que devem ser utilizadas para a realização dos cálculos e obtenção dos parâmetros são encontradas na literatura técnica adotada. Joaquim Eloir Rocha 17

PRÁTICA N 08 ASSUNTO: Ensaio de Polaridade. OBJETIVO: Utilização de três métodos práticos para a identificação da polaridade. 1 ) MÉTODO DO VOLTÍMETRO: H1 X2 H1 X1 V1 V2 V1 V2 H2 X1 H2 X2 V V Se V = V 1 + V 2 Se V = V 1 - V 2 Polaridade Aditiva Polaridade Subtrativa MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 3 multímetros - 1 transformador didático - cabos tipo banana EXPLICAÇÃO: Esse método é de fácil execução desde as tensões utilizadas sejam de baixo valor. Mesmo para transformadores de média tensão é possível a aplicação de valores baixos de tensão nos dois lados dos enrolamentos, mas o ensaio tem que ser realizado por pessoas capacitadas. Joaquim Eloir Rocha 18

2 ) MÉTODO DO GOLPE INDUTIVO: + H1 X Vcc + H2 X Deflexão no sentido horário polaridade subtrativa Deflexão no sentido anti-horário polaridade aditiva MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 ponte retificadora - 1 voltímetro de zero central com mecanismo de bobina móvel - 1 reostato de 2 A. - 1 transformador didático - cabos tipo banana EXPLICAÇÃO: Esse método utiliza uma fonte de corrente contínua para ser executado. O reostato está presente para limitar o valor da corrente uma vez que o bobinado não apresenta reatância para a corrente contínua em regime. A resistência do bobinado é muito baixa e, por isso, a necessidade do reostato. A transferência de energia do primário para o secundário só se dará durante os transitórios de subida da corrente e descida da corrente. Por isso, o voltímetro vai defletir em um sentido ao se ligar o circuito e defletirá no sentido oposto ao se desenergizar o circuito. É o sentido da corrente no secundário que definirá se a polaridade do transformador é aditiva ou subtrativa. Joaquim Eloir Rocha 19

3 ) MÉTODO DO TRANSFORMADOR PADRÃO: H1 X1 V H2 X2 H1 X H2 X Considerando transformadores de mesma relação de transformação, tem-se: a) Se a tensão indicada for zero subtrativa; b) Se a tensão indicada for o dobro aditiva. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 2 transformadores didáticos - 1 multímetro - cabos tipo banana Joaquim Eloir Rocha 20

PRÁTICA N 09 ASSUNTO: Conexão de Transformadores Monofásicos em Série e Paralelo. OBJETIVO: Conectar adequadamente os enrolamentos dos transformadores em série e em paralelo. 1) ESQUEMAS ELÉTRICOS: 1.1) Conexão Série: 1 3 Medir: V 34= V 56= V 36= 2 4 5 6 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 transformador didático de 3 enrolamentos - 1 multímetro - cabos tipo banana EXPLICAÇÃO: É necessário se utilizar a polaridade correta para se realizar a conexão série. Se a polaridade for invertida, não haverá a soma das tensões e sim a diferença em cada enrolamento. Joaquim Eloir Rocha 21

1.2) Conexão Paralelo: Medir: V 34= 1 3 V 56= V 36= 4 5 2 6 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 1 transformador didático de 3 enrolamentos - 1 multímetro - cabos tipo banana EXPLICAÇÃO: É necessário se utilizar a polaridade correta para se realizar a conexão paralela. Também, as tensões secundárias dos dois enrolamentos devem ser iguais. Se a polaridade for invertida, haverá uma sobrecorrente no transformador e a proteção terá de atuar. Essa sobrecorrente existirá para que haja uma queda de tensão elevada nos enrolamentos e assim ocorra um equilíbrio na tensão da malha formada pela errada conexão paralela. Joaquim Eloir Rocha 22

PRÁTICA N 10 ASSUNTO: Conexão de Transformadores Monofásicos em Estrela. OBJETIVO: Conectar adequadamente os enrolamentos primário e secundário em estrela para funcionamento em sistemas trifásicos. ESQUEMAS ELÉTRICOS: 1) Conexão em estrela: H1 H1 H1 N X1 X1 X1 n PROCEDIMENTO 1: 1.1) Aplicar tensão trifásica: V AB = V BC = V CA = 220 V 1.2) Medir as tensões secundárias: V ab = V bc = V ca = V an = V bn = V cn = Joaquim Eloir Rocha 23

MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 3 transformadores monofásicos didáticos - 1 multímetro - cabos tipo banana EXPLICAÇÃO: É necessário se utilizar as polaridades corretas para se realizar a conexão estrela-estrela. A conexão estrela é muito utilizada em sistemas elétricos, embora ela seja associada a uma conexão delta ou zig-zag para confinar as correntes de sequência zero entre outras funções. PROCEDIMENTO 2: Proceder uma inversão de polaridade em um dos enrolamentos do secundário da conexão estrela: H1 H1 H1 N X1 X1 n X1 2.1) Aplicar tensão trifásica: V AB = V BC = V CA = 220 V Joaquim Eloir Rocha 24

2.2) Medir as tensões secundárias: V ab = V bc = V ca = V an = V bn = V cn = MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 3 transformadores monofásicos didáticos - 1 multímetro - cabos tipo banana EXPLICAÇÃO: Com a polaridade invertida, as tensões secundárias não serão simétricas e, portanto, deve-se corrigir a polaridade para se alimentar cargas. A associação de transformadores monofásicos para constituir bancos trifásicos não é comum em sistemas elétricos. O mais comum é a utilização de transformadores trifásicos com os enrolamentos fazendo parte de um único circuito magnético e uma única carcaça. No entanto, no caso de transformadores de subestações de energia no sistema de transmissão, devido à enorme potência transferida, é comum encontrar grandes transformadores monofásicos constituindo bancos monofásicos. Justificar os valores de tensão encontrados através da construção de diagrama de fasores. Joaquim Eloir Rocha 25

PRÁTICA N 11 ASSUNTO: Conexão de Transformadores Monofásicos em Delta. OBJETIVO: Conectar adequadamente os enrolamentos do primário e do secundário em delta para funcionamento em sistemas trifásicos. ESQUEMAS ELÉTRICOS: 1) Conexão em delta: H1 H1 H1 X1 X1 X1 H2 H2 H2 X2 X2 X2 1.1) Aplicar tensão trifásica: V AB = V BC = V CA = 220 V 1.2) Medir as tensões secundárias: V ab = V bc = V ca = Joaquim Eloir Rocha 26

MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 3 transformadores monofásicos didáticos - 1 multímetro - cabos tipo banana EXPLICAÇÃO: É necessário se utilizar as polaridades corretas para se realizar a conexão delta-delta. A conexão delta é muito utilizada em sistemas elétricos, embora ela seja, geralmente, associada a uma conexão estrela para que haja uma referência a terra. 2) Proceder uma inversão de polaridade na conexão em delta: H1 H1 H1 X1 X1 X2 V R H2 H2 H2 X2 X2 X1 Obs: O delta no secundário só pode ser fechado através de um voltímetro. 2.1) Aplicar tensão trifásica: V AB = V BC = V CA = 220 V Joaquim Eloir Rocha 27

2.2) Medir as tensões secundárias: V ab = V bc = V ca = V R = MATERIAIS E EQUIPAMENTOS: - 3 transformadores monofásicos didáticos - 1 multímetro - cabos tipo banana EXPLICAÇÃO: A inversão de polaridade nessa conexão não pode ser realizada sem que haja uma sobrecorrente elevada com a atuação da proteção. Nesta prática, a conexão com polaridade invertida será feita através do uso de um voltímetro, que possui alta impedância, para se verificar que existe uma tensão elevada nos terminais desse tipo de conexão. fasores. Justificar os valores encontrados através da construção de diagrama de Joaquim Eloir Rocha 28

PRÁTICA N 12 ASSUNTO: Conexão de Transformadores em Delta Aberto. OBJETIVO: Conectar adequadamente os enrolamentos primário e secundário em delta aberto (ou V), para funcionamento em sistema trifásicos. ESQUEMA ELÉTRICO: H1 X1 a H2 X2 b H1 X1 A B C H2 X2 c SISTEMA TRIFÁSICO Joaquim Eloir Rocha 29

PROCEDIMENTO: a) Aplicar tensão trifásica na entrada; b) Medir e registrar as tensões secundárias: V ab = V bc = V ca = c) Comprovar que essas tensões são trifásicas ligando um motor trifásico. EXPLICAÇÃO: A ligação delta-delta de um conjunto de transformadores monofásicos tem a vantagem de que um transformador pode ser removido para a manutenção enquanto os dois restantes, ligação delta aberto, continuam a funcionar como um banco trifásico. Essa ligação é conhecida como V ou delta aberto. Nesse caso, o valor da potência disponível fica reduzido para 58% do valor do banco original. A corrente de linha na ligação V passa a ser a corrente de fase, portanto, 58% menor. Joaquim Eloir Rocha 30

PRÁTICA N 13 ASSUNTO: Conexão de Transformadores em zig-zag (Z). OBJETIVO: Realizar as ligações da conexão Z. ESQUEMA ELÉTRICO: A B C a b c n Joaquim Eloir Rocha 31

EXPLICAÇÃO: A conexão Zig-Zag possui algumas das características da conexão estrela e da conexão triângulo, combinando as vantagens de ambas, incluindo a existência do neutro. Ela permite a alimentação de cargas monofásicas e fornece um caminho fechado para a circulação do terceiro harmônico de corrente. Esse tipo de conexão é utilizado em reatores de aterramento usados em sistemas conectados em delta, assim, tem-se uma referência para a terra que apresenta uma baixa impedância de sequência zero. Também, esse tipo de conexão pode ser usado como secundário na conexão delta para Zig-Zag apresentando uma solução para o sistema de distribuição de Concessionárias. PROCEDIMENTO: a) Medir as seguintes tensões: V ab = V bc = V ca = V an = V bn = V cn = b) Alimentar uma carga desequilibrada e verificar se o desequilíbrio diminui na corrente de linha primária; c) Construir o diagrama fasorial para justificar os valores de tensão encontrados. Joaquim Eloir Rocha 32

PRÁTICA N 14 ASSUNTO: Autotransformadores. OBJETIVO: Verificar a relação das correntes quando se aplicam cargas nos secundários dos autotransformadores elevadores e abaixadores. 1 - ESQUEMA ELÉTRICO Ι 1 A3 A1 2 3 4 V1 A2 5 V2 6 2 - PROCEDIMENTO Ι : 2.1 - Fazer a leitura das tensões e correntes. EXPLICAÇÃO: Uma diferença importante entre o transformador de dois enrolamentos e o autotransformador é que no primeiro os enrolamentos estão eletricamente Joaquim Eloir Rocha 33

isolados, ao passo que no segundo os enrolamentos estão conectados entre si. Ou seja, dois enrolamentos ou mais podem ser conectados de forma que um deles é comum a ambos os circuitos do primário e do secundário. Os autotransformadores têm reatâncias de dispersão menores, perdas mais baixas, menores correntes de excitação e custam menos que os transformadores de dois enrolamentos. No entanto, eles apresentam riscos quanto à isolação no caso de falha. Se houver, em função de uma falha, a abertura do enrolamento comum do autotransformador, a tensão primária será aplicada ao secundário. Isso causará danos aos equipamentos e problemas de segurança. No autotransformador parte da energia é transferida condutivamente do primário para o secundário e o restante da energia é transferida por ação de transformação. 3 - ESQUEMA ELÉTRICO ΙΙ A1 1 2 3 A3 4 V1 A2 5 V2 6 4 - PROCEDIMENTO ΙΙ : 4.1 - Fazer a leitura das tensões e correntes. Joaquim Eloir Rocha 34