Ensaios em transformadores

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TRANSFORMADOR




Resumo – Este trabalho tem como objetivo a realização de um referencial teórico sobre o transformador, para que dessa forma fique mais clara sua função. No decorrer do artigo será enfatizado seu princípio de funcionamento, ensaios que são realizados após a fase de projeto e fabricação. Será descrito todos os passos para realização de um ensaio à vazio e ensaio de curto emum transformador trifásico. Além de mostrar os resultados obtidos desses ensaios que foram realizados em laboratório.

Palavras – chave – Transformador; ensaios à vazio e curto circuito.

Abstract – This work aims at the realization of a theoretical framework on the transformer. For thus becomes clearer function. Throughout the article will be emphasized its operating principle, tests that areperformed after the design and manufacturing make. Will be described all the steps for conducting a test of the empty and short on a three-phase transformer. In addition to showing the results of those tests which were performed inlaboratory.

Key - words - Transformer; tests to empty and short circuit.

1 Introdução

O transformador é uma máquina estática de uma indiscutível eficiênciaenergética. Com um rendimento de potência em média de 98 %. A principal função do transformador é maximizar a transferência de energia, ou seja, casar as impedâncias. Acredita – se que a melhor função que o transformador exerce é no sistema elétrico de potência, onde ele é responsável no aumento de tensão para a distribuição de energia elétrica e na redução de tensão para o consumidor. Serviço que énormalmente realizado por uma concessionária de geração e distribuição de energia elétrica. Embora que ele também possa ser usado para isolação de um circuito para outro.
Em análises de engenharia onde os transformadores são elementos de um circuito, o conhecimento de seu circuito equivalente completo torna-se fundamental. Devido a essa necessidades o ensaio de curto-circuito e o ensaio a vaziotornam-se imprescindíveis para um transformador, pois a partir desses pode-se levantar o circuito elétrico equivalente do transformador, que consequentemente traz as simplificações nos cálculos do sistema que esses equipamentos estão inseridos.

2 Referêncial teórico

Conforme Fitzgerald (2008), “Essencialmente um transformador é dispositivo com dois ou mais enrolamentos, que são compostos porcondutores elétricos enlaçados em um ferromagnético comum”.


2.1 Circuitos Magnéticos e pricípío de funcionamento


De acordo com TORO (1999), todo condutor de comprimento ℓ quando submetido a um campo elétrico E, cria em seu interior uma corrente elétrica i.
Conforme a Lei de Ampere, todo condutor percorrido por uma corrente elétrica gera ao seu redor um campo magnético, ver Eq.1.

I =∫ H dl. (1)

Onde: I = corrente [A], H = intensidade de campo magnético [A/m], dl = trajetória em segmentos infinitesimais(m).

A FIG. 1 representa essa teoria.

[pic]
Figura 1: Representação da lei de Ampére
Fonte: jornallivre.com.br

A partir da necessidade de se aumentar esse campo poderia simplesmente submete-lo a um nível elevado – acima do valor nominal - de corrente elétrica, oque não e aconselhável, pois o mesmo pode danificar o seu condutor. Portanto, para obter um campo de maior intensidade H, alteramos o layout do condutor em Espiras. Essas espiras constituem os enrolamentos primário e secundário de um transformador, ver Eq.2.

[pic] (2)
Onde: H = intensidade de campo magnético [Ae/m], N = número de espiras, I= corrente [A], l= comprimento do condutor [m].Sendo assim podemos manipular a quantidade de espiras e o tamanho de sua seção, tendo um total controle da corrente e atingindo a intensidade magnética H desejada.
Os enrolamentos são caracterizados pelos números de voltas ou espiras no braço do núcleo. Dessa forma, se tem uma relação de transformação das grandezas elétricas do transformador. Como o número de espiras, as correntes, as impedâncias...
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