Ensaios eletricos em transformadores

PROBLEMA 13 4. OBJETIVOS 15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 16 1. INTRODUÇÃO A ideia central deste trabalho é estudar os ensaios elétricos realizados em transformadores. O estudo se mostra relevante devido à possibilidade da verificação de problemas e erros no transformador, durante as técnicas de ensaio. A abordagem da temática concentrará suas atenções no ensaio que teste propriedades e componentes elétricas. Foi feito para abastecer circuitos de iluminação (ANSCHAU, 2020). Contudo, a produção do enrolamento deste dispositivo era difícil, obstáculo resolvido por engenheiros norte-americanos (Stanley, Schmid e Shallenberg), que conceberam um transformador provido de núcleo centralizado, composto por lâminas finas de aço-silício. Uma parte desse núcleo era fabricado no formato de E e, a outra, no formato l, que ajudava na posição das bobinas que eram previamente enroladas no núcleo (ANSCHAU, 2020).

Na mesma época, começou também a transmissão por meio da corrente alternada, com a implantação dos primeiros transformadores no estado de Massachussets, que permitiu que fossem geradas tensões em magnitudes apropriadas para a transmissão até os centros urbanos, afastados de onde era produzida a energia. No ano de 1889, o engenheiro russo Dolivo-Dobrovolski criou o primeiro transformador trifásico (ANSCHAU, 2020). A Equação 2 aponta que a tensão induzida no enrolamento primário é diretamente proporcional à autoindutância deste enrolamento e, também, à taxa de variação da corrente neste enrolamento. Com relação à tensão induzida no secundário, as equações são similares àquelas indicadas para o primário (JÚNIOR; SILVA, 2017). O fluxo magnético é uma porção do fluxo magnético oriundo do fluxo magnético do primário.

Considerando uma situação ideal, = , no entanto, na prática, sempre terá valor menor que. A razão entre estes valores é chamada de coeficiente de acoplamento (k) e será sempre inferior a um (JÚNIOR; SILVA, 2017). Os transformadores são os dispositivos essenciais e mais elaborados em uma subestação. Por este motivo, necessita de diversos ensaios, visando manutenções do tipo preditivas, que podem ser: ensaio de isolamento, ensaio de mensuração de relação de espiras, mensuração da resistência dos enrolamentos e, também, mensuração da resistência de aterramento. A normativa específica para ensaios em transformadores é a ABNT NBR 5356-1:2007, atualizada em 2010 (MANGUEIRA, 2018). O ensaio de resistência de isolamento é feito com a intenção de encontrar brechas na isolação do transformador, isto é, determinar como se encontra a parte dielétrica do material isolante.

Ela simboliza o obstáculo que a corrente elétrica terá, ao percorrer o isolante, e as amplitudes podem oscilar conforme condições de umidade e poeira. O ensaio de resistência do enrolamento compara os valores obtidos nos ensaios com os números de fábrica, visando analisar a possibilidade de espiras em curto e contatos com requisitos péssimos de condução. Também, é relevante fazer o cálculo do desequilíbrio entre as resistências das três com relação ao valor da média das resistências e assegurar que a disparidade não seja maior que 1% (LIMA, 2013). O ensaio da relação de transformação permite conferir se há espiras em curto, observar a relação da quantidade de espiras, observar defeitos em comutadores de derivação e ligações feitas de maneira errada em derivações.

Há diversas metodologias para a realização do teste de relação de espiras e o mais usado é a metodologia do transformador de referência de relação variável (MANGUEIRA, 2018). Figura 3: Ensaio de medição da relação de espiras do transformador. O ensaio de tensão induzida busca verificar o isolamento que há entre as fases do transformador e, também, entre a entrada do enrolamento e o aterramento. Geralmente, uma diferença de potencial é introduzida na parte de baixa tensão, permitindo que a alta tensão fique em aberto e aterrado em um mesmo ponto (BONFIN, 2015). Caso a tensão utilizada neste ensaio seja maior do que a utilizada na parte de baixa tensão, existirá a necessidade de a frequência usada no ensaio ser, pelo menos, o dobro da frequência de operação, para que não haja a saturação excessiva do núcleo.

A tensão de ensaio pode ser selecionada conforme o enrolamento que esteja trabalhando com a maior tensão de operação. É razoável também fazer ensaios, conservando as diferenças de potencial em valores próximos da tensão de operação do enrolamento. Assim, durante essa etapa, os ensaios e testes que antecedem a operação, contribuem com dados relevantes que asseguram que o dispositivo irá trabalhar da maneira que o projeto preconiza, isto é, conservando os requisitos essenciais de fabricação. No que concerne ao transformador, é feita a averiguação das funções que possui, antes que seja destinado à aplicação programada, com todos os ensaios estipulados pelas normas vigentes. A análise das condições de operação dos transformadores é vital para o seu funcionamento seguro e econômico, dentro dos sistemas de potência.

Os possíveis estragos, corrosões e fim de vida útil, podem vir a atrapalhar a disponibilidade do dispositivo. Assim, é indispensável conhecer as formas de degradação e todas as ferramentas que podem ser aplicadas para a sua observância e diagnóstico. Assim, um transformador para poder operar, necessita da execução de ensaios e testes que mostrem como os equipamentos estão, suas condições de operação e integridade diante das obrigações exigidas pelo regime permanente. Eles possibilitam identificar possíveis danos e avarias no equipamento, que podem levar ao seu não funcionamento, assim como a prejuízos de paradas do sistema elétrico, de atividades essenciais e danificar dispositivos eletroeletrônicos associados à rede elétrica. Desse modo, quais ensaios elétricos podem ser realizados nos transformadores, para que eles possam funcionar, de maneira apropriada, trazendo eficácia e operacionalidade ao sistema elétrico de potência? 4.

OBJETIVOS O objetivo geral do trabalho é estudar os ensaios elétricos para transformadores de potência. Como objetivos secundários, tem-se: - Revisar os principais conceitos sobre transformadores e seus constituintes. JÚNIOR, João Carlos Pereira; SILVA, Lucas Casemiro Oliveira da. Projeto de bancada para ensaio de tensão reduzida em transformadores a seco, utilizando motor de indução com rotor bobinado para gerar tensão em 120 Hz. Monografia (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, MG, 2017. LIMA, M. T. f. Projeto de pesquisa (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Universidade do Estado do Amazonas, Manaus, AM, 2018.