O ensaio de curto-circuito é usado para obter a impedância

Propaganda
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
O ensaio de curto-circuito é usado
para obter a impedância
equivalente em série Req+ j Xeq. O
curto-circuito é aplicado ao
secundário do transformador e a
tensão reduzida, ao primário.
Joaquim Eloir Rocha
1
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Como a impedância equivalente
em série é baixa em um
transformador típico, uma tensão
da ordem de 10% a 15% costuma
ser suficiente para fazer circular a
corrente nominal.
Joaquim Eloir Rocha
2
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Circuito equivalente em T sob curto
Joaquim Eloir Rocha
3
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Circuito equivalente em L sob curto
Joaquim Eloir Rocha
4
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
As figuras anterior mostram a
impedância do secundário do
transformador referida ao lado
do primário, e um curto-circuito
aplicado ao secundário. São
mostrados os circuitos T e L.
Joaquim Eloir Rocha
5
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
A impedância de curto-circuito Zcc,
considerando o modelo T, é:
Z cc = R1 + j X l1 +
Zϕ (R 2 + j X l 2 )
Zϕ + R 2 + j X l 2
Joaquim Eloir Rocha
6
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Como a impedância Zf do ramo
de excitação é muito maior do que
a impedância de dispersão do
secundário, Zcc pode ser dado por:
Z cc ≅ R1 + j X l1 + R 2 + j X l 2
Joaquim Eloir Rocha
7
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Esquema elétrico do ensaio de
curto-circuito.
Joaquim Eloir Rocha
8
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
No ensaio de curto-circuito, medese a tensão aplicada Vcc, a corrente
de curto Icc e a potência Pcc.
Z eq = Z cc
Vcc
=
I cc
X eq = X cc =
Pcc
Req = Rcc = 2
I cc
2
Z cc − Rcc2
Joaquim Eloir Rocha
9
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Para se obter os parâmetros do
circuito equivalente tipo T, podese considerar que:
R1 = R 2 = 0 , 5 ⋅ Req
X l1 = X l 2 = 0 , 5 ⋅ X eq
Joaquim Eloir Rocha
10
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
O ensaio de circuito aberto,
também chamado de ensaio a
vazio, é realizado com o secundário
em aberto e a tensão nominal
aplicada ao primário. Assim,
apenas a corrente de excitação irá
circular.
Joaquim Eloir Rocha
11
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Esquema elétrico do ensaio de
circuito aberto ou a vazio.
Joaquim Eloir Rocha
12
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Por conveniência, o lado de baixa
tensão é alimentado no ensaio a
vazio. Em geral, este enrolamento
é o oposto ao usado no ensaio de
curto-circuito. Então, deve-se
referir as impedâncias obtidas a um
mesmo lado.
Joaquim Eloir Rocha
13
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Circuito equivalente T. As letras
“oc” significam open-circuited.
Joaquim Eloir Rocha
14
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
A impedância de circuito aberto Zca
vista no primário é:
Z ca = R1 + j X l1 + Zϕ
Z ca = R1 + j X l1 +
Joaquim Eloir Rocha
Rc j X m
Rc + j X m
15
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Como a impedância de excitação é
bem elevada, a queda de tensão na
impedância de dispersão do
primário, causada pela corrente de
excitação, é desprezível. Assim, a
tensão aplicada é praticamente igual
a tensão sobre o ramo de excitação.
Joaquim Eloir Rocha
16
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Também, a perda na resistência do
enrolamento primário, causada
pela corrente de excitação, é
desprezível, de modo que a
potência de entrada é considerada
igual à perda no núcleo.
2
Eca
Pca =
Rc
Joaquim Eloir Rocha
17
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Então, costuma-se ignorar a
impedância de dispersão no
primário, e aproximar a
impedância de circuito aberto
como sendo a impedância de
magnetização.
Joaquim Eloir Rocha
18
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Circuito equivalente L. As letras
“oc” significam open-circuited.
Joaquim Eloir Rocha
19
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
No ensaio em vazio, mede-se a
tensão aplicada Vca, a corrente de
circuito aberto Ica e a potência Pca.
A tensão Vca é a tensão nominal e a
corrente Ica é a corrente de
excitação.
Joaquim Eloir Rocha
20
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Os parâmetros do circuito paralelo
são obtidos usando as seguintes
fórmulas:
Vca2
Rc =
Pca
Zϕ
Xm =
Vca
=
I ca
Joaquim Eloir Rocha
1
2
 1 

 −  1 
 Rc 
 Zϕ 




2
21
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
Ensaios em Transformadores
Analisar o exemplo 2.6 da página 90.
Joaquim Eloir Rocha
22
Download