Transformadores Transformadores Corrente eléctrica alternada

Apresentação em tema: "Transformadores Transformadores Corrente eléctrica alternada"— Transcrição da apresentação:

1 Transformadores Transformadores Corrente eléctrica alternada
Electromagnetismo Transformadores Máquinas corrente contínua Máquinas corrente alternada Outras máquinas

2 Transformador – o que é ? f 230 V 50 Hz

3 Necessidade de transformadores
S = V I 10 kV 150 / 220 / 400 kV 60 / 15 kV 400 V DP = RI2 P1 P2 = P1 – DP V1 DV = RI V2 = V1 - DV

4 f I1 I2 I dirigindo-se para um ponto => F produz f na mesma direção
Polaridade da tensão induzida +

5 ~ V1 V2 N1 N2 e1 = ? e2 = ? Lei Lenz-Faraday : e2 e1
Se V1 sinusoidal: f = fmax cos(w t) Valor eficaz: (Boucherot)

6 N2 N1 rt = ... I1 I2 V1 V2 Pjoule = 0 =  ffuga = 0 Phisterese = 0
Trf IDEAL : Pjoule = 0 =  ffuga = 0 Phisterese = 0 Peddy = 0 P1 = P2 Q1 = Q2 S1 = S2 h = 100% P = V I cos j P1 = ... P1 = P2 rt = ... P2 = ... Trf ideal – cos j1 = cos j2 V1 V2 I1 I2

7 Transformador real Transf. ideal + Perdas
Perdas no ferro (Foucault+Histerese) Dispersão magnética Perdas de Joule (resistência enrolamentos) R1 X1 RC Xm R2 X2 Transformador ideal I0 R1, R2: resistência das bobines X1, X2: inductância de dispersão RC: perdas (Joule) ferro Xm: reactância de magnetização

8 SN V20 = V1N I1N = V20 I2N Z = R + j XL aquecimento
Limitação de I (1 ou 2) SN V20 = V1N I1N = V20 I2N > 10 kVA , < 10 MVA < 10 kVA > 10 MVA

9 Perdas P = V.I.cosj PFe PCu Ph Pe P1 P2 PJ = R.I2
Bm - valor máx da densidade de fluxo f - frequência Ke - constante(depende do tipo de material e da espessura das lâminas) Kh - constante

10 Rendimento e factor de carga
h(%) 100 cos j2 2/3

11 Vazio ~ Curto circuito ~ Relação transformação
V1N V20 ~ I1N Relação transformação Consumo corrente em vazio I0 Factor potência Atenção: se Trf elevador  V2   Proteger secundário: pessoas circuitos eléctricos instrumentação terras . . . Curto circuito V1cc I2N ~ I1cc V2  0 Corrente curto circuito I2cc Perdas Cobre Resistência equivalente Impedância equivalente Reactância equivalente Outros ensaios: - isolamento - aquecimento (espectrógrafo) - rigidez dieléctrica

12 V1CC I2N V1N I2CC Corrente de curto circuito Ensaio CC - V1CC ( I2N )
SN V20 VCC % - 5 Ensaio CC V1CC ( I2N ) V1CC I2N V1N I2CC Ex: Trf / 35 kV VCC % = 5 I2N = 9 kA (ensaio CC) V1CC = 5% V1N = 0,05 x = V I2N = A V1N = V I2CC = 20 x I2N = 20 x = 180 kA = 20 x 5.500

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15 Convenções Letra maiúscula – tensão mais elevada
Letra minúscula – tensão menos elevada ide,m para a forma de ligação dos enrolamentos: Y y D d Z z Transformador elevador D y Transformador redutor Y z n

16 YZ YD YY DY DD Menor isolamento Neutro  2 tensões
Menor secção (condutores) Pode manter 2 fases Ligação em “zig-zag” YZ Fluxos c sentidos contrários (mesma coluna) Permite desiquilibrio de cargas  repartição em 2 fases

17 Y y 0 Y y 6 12 kV 400 V Tensões / Índice horário / Curto circuito
A B C A’ B’ C’ a b c a’ b’ c’ A B C A’ B’ C’ a b c a’ b’ c’ Indíce horário não igual 400 V Tensão mais elevada Tensão menos elevada 1 hora = 30º 12 6 3 9 Paralelo: apenas se indíce horário igual VA VC VB Va Vb Vc VA VC VB Va Vb Vc Y y 0 Y y 6 Desfazamento da tensão Primária com Secundária

18 Autotransformador VP VS N1 N2 Alteração de tensões reduzidas
Mais barato (1 único enrolamento) Não isola primário do secundário Havendo quebra em N2 : VP = VS