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Transformadores - Gil Marques 20051

TransformadoresGil Marques

2005


Contedo Pioneiros Classificao Princpio de funcionamento Circuito equivalente Medida dos parmetros Rendimento Comportamento Valores nominais Aspectos trmicos

2


Pioneiros

Nikola Tesla


Classificao dos transformadores

Transformadores de potncia Transformadores de isolamento Autotransformadores Autotransformadores variadores Transformadores de tenso Transformadores de corrente Transformadores de alta frequncia

3


Transformador de Potncia


Transformadores a leo

4


Transformadores de potncia a leo


Transformadores secos

1 Ncleo

2 Enrolamento BT

3 Enrolamento MT

4 Terminal BT

5 Terminal MT

6 Pea de fixao do ncleo

7 Suporte

8 Isolamento exterior

5


Transformadores de corrente


Transformadores de tenso

6


Autotransformadores/ Autotransformadores variadores


Princpio de funcionamento

7


Modelo do transformador ideal

dtdN

dtdv

dtdN

dtdv

22

2

11

1

==

==

kNN

vv

==2

1

2

1

22110. iNiNldH ==rr

1

2

2

1

NN

ii=

k Relao de transformao

v1 v2

i1 i2

N2N1E

Z2


Transformador ideal

2

1

2

1

NN

vv

=

1

2

2

1

NN

ii=

222111 pivivp ===

N1:N2

v1 v2

i1 i2

8


Reduo ao primrio

+

+

=

==

++=

dtiCN

NdtdiL

NNRi

NNv

vNNvi

NNicom

dtiCdt

diLRiv

1

2

2

11

2

2

11

2

2

11

12

121

1

22

22

22

1

e :

1Z

NNZ

2

2

1'

=

N1:N2

v1 v2

i1 i2R L

C


Modelo do Transformador real

v1 v2

i1 i2

N2N1E Z2

e1 e2

i1 i2

N2N1 Z2E

R1 Ld1

v1

R2 Ld2

v2

9


/NNpor equao segunda a ndomultiplica

2

2

2

1'22

1

2'22

2

1'2

1

'2'

2'2

'2

'2

12

22

122

2

12

2

1

21

22

2222

11

1111

ZNNZi

NNiv

NNv

comdtdN

dtdiLiRv

oudtdN

dtdiL

NNiR

NNv

NN

dtdN

dtdiLiRv

dtdN

dtdiLiRv

d

d

d

d

===

+=

+=

+=

++=


Fmm=N1i1-N1i'2=N1(i1-i'2)

dtdNe 11 =

A reduo ao primrio equivalente a substituir o enrolamento do secundrio por um enrolamento igual ao do primrio. A relao de transformao passa a ser unitria

e1 e1

i1 i'2

N1N1 Z'2E

R1 Ld1

v1

r'2 L'd2

v'2

e1 e1

i1 i'2

N1 Z'2E

R1 Ld1

v1

r'2 L'd2

v'2

im=i1-i'2

im

10


Circuito equivalente

i1 R1 Ld1

v1

R'2L'd2

v'2R1fe L1m

i'2


Circuito equivalente reduzido

O ncleo representado por um circuito RL em paralelo

Reduzidoaoprimrio

Reduzidoaosecundrio

i1 R1 Ld1

v1

R'2L'd2

v'2R1fe L1m

i'2

v2

i2

i'1 R'1 L'd1

v'1

R2Ld2

v2R2fe L2m

i2

v1

i1

11


Medida dos parmetros (ensaio em vazio)

A corrente do secundrio nula

A impedncia do ramoem srie muito menorque a impedncia do ramo em paralelo

Mede-se V,I e P e determina-se Rfe1 e L1m

i1 R1 Ld1

v1

R'2L'd2

v'2R1fe L1m

i'2=0

R1 Ld1

v1 R1fe L1m

i1


Medida dos parmetros (ensaio em cc)

A impedncia de magnetizao muitosuperior s outras

S possvel obter a srie dos parmetros do ramo longitudinal

Admite-se que R1=R2 e Ld1=Ld2

i1 R1 Ld1

v1

R'2L'd2

v'2R1fe L1m

i'2

i1 R1 Ld1

v1

R'2L'd2

v'2

i'2

12


Esquema equivalente aproximado A aproximao conduz

a erros pequenos. muito mais simples de

utilizar. As perdas no ferro so

constantes. As perdas no cobre

variam com o quadradoda corrente.

i1 Rcc Lcc

v1 v'2

i'2

R1fe L1m


Desempenho do transformador

Rendimento Mtododirecto

1

2

PP

=

Rendimento Mtodo de perdas separadas

'22

2

IRPPP

ccfe ++=

13


Queda de tenso em carga

Os valores da queda de tenso so baixos (

14


Transformadores de medida (TT e TI)

AV

RST


Aspectos trmicos

15


leo Natural / Ar Natural


leo Natural / Ar forado

16


Ar e leo forados


leo e gua forados

17


ONAN/ONAF/ODAF


Tanque do transformador

18


Aspectos de construo de transformadores


Exploso de transformador

19


Fim

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