SEL 329 CONVERSO ELETROMEC NICA DE ENERGIA Introduo

SEL 329 – CONVERSÃO ELETROMEC NICA DE ENERGIA Introdução a Transformação Trifásico

Revisão de circuitos

Transformadores trifásicos Definições: Tensão de fase: tensão entre uma fase e o neutro. Tensão de linha: tensão entre duas fases Dadas as tensões de fases do lado Y: Van = Vf cos( t) Vbn = Vf cos( t 1200) Vcn = Vf cos( t + 1200) A tensão de linha é dada por: Vab = Van Vbn Graficamente, temos:

Defasagem introduzida por transformadores trifásicos As conexões Y- e -Y envolvem defasagens de 300 entre as tensões de linha do primário e o secundário. Prova: considere as seguintes tensões de fase aplicadas ao primário de um transformador Y- : Van = V cos( t) Vbn = V cos( t 1200) Vcn = V cos( t + 1200) Pode-se mostrar que Vab, Vbce Vca são: Vab = Van Vbn = 3 V cos( t + 300) Vbc = Vbn Vcn = 3 V cos( t 900) Vca = Vcn Van = 3 V cos( t + 1500) Diagrama fasorial

Transformadores trifásicos Os transformadores trifásicos podem ser construídos de duas maneiras: (a) banco trifásico (composto por 3 transformadores monofásicos) (b) núcleo trifásico (composto por um único núcleo – mononuclear) Um transformador trifásico é constituído de pelo menos três enrolamentos no primário e três enrolamentos no secundário, os quais (como qualquer componente trifásico) podem ser conectado em Estrela (Y) ou Delta ( ). Por conseguinte, temos quatro possibilidades de ligação (conexão): Primário Secundário Y Y Y Y Cada conexão possui determinadas características que determinam o uso mais adequado conforme a aplicação.

Ligação Estrela Relação de transformação monofásico

Ligação Delta Relação de transformação monofásico

Ligação Delta-Estrela Relação de transformação monofásico

Ligação Estrela-Delta Relação de transformação monofásico

Circuito equivalente visto do Primário (Ligação Delta-Estrela) Impedância série vista do primário: Req 1 = R 1 + R 2. a^2 Xeq 1= X 1 + X 2. a^2

Circuito equivalente visto do Primário (Ligação Delta-Estrela) A j. Xeq 2 Req 2 a Rc 2 j. Xm 2 j. Xeq 2 b Req 2 j. Xm 2 Rc 2 n j. Xm 2 Rc 2 B j. Xeq 2 Req 2 C Impedância série vista do Secundário Impedância paralelo vista do Secundário Req 2 = R 2 + R 1 / a^2 Xeq 2 = X 2 + X 1 / a^2 Xm 2 = Xm 1 / a^2; Rc 2 = Rc 1 / a^2; c

Ensaios em um transformador trifásico O procedimento é similar ao realizado com um transformador monofásico. A única diferença que deve-se obter as medidas monofásicas a partir das grandezas trifásica (tensão de linha e potência trifásica).

Exemplo 1 extraído do livro “An introduction to electrical machines and Transformers, Mc Pershon and E. Laramore”, pg 255 Em um transformador trifásico de 50 k. VA, 7200 -208 V, 60 Hz, ligação Delta-Estrela foram feitos ensaios com os seguintes resultados: Circuito Aberto Curto Circuito P 3 500 600 IL 8 4, 01 VL 208 370 a) Determine as impedâncias equivalentes vista do lado de alta tensão e vista do lado de baixa tensão. b) Determine as regulação de tensão a plena carga com fdp = 0, 8 atrasado. c) Eficiência a plena carga com fdp 0. 8 atrasado a = 60 P 3 (W) IL (A) VL (V) Lado dos instrumentos Parâmetros determinados Circuito Aberto 500 8 208 Baixa Tens (Sec) Rc 2, Xm 2 Curto Circuito 600 4, 01 370 Alta Tens(Pri) Req 1, Xequ 1

Exemplo 1 (medidos no lado de baixa tensão): Rc 2, Xm 2 (impedância paralela Rc 2, Xm 2) Referido ao lado de alta tensão (primário): Rc 1 = a 2 RC 2 Xm 1 = a 2 Xm 2 Rc 1 = 311000 Ω Xm 1 = 54800 Ω

Exemplo 1 (medidos no lado de alta tensão): Xeq 1, Req 2 Referido a impedância série ao lado de baixa tensão (secundário): Zeq 2 =

Exemplo 1 Regulação de tensão para condições nominais(vista do secundário ou baixa tensão): Usa-se o circuito equivalente vista do lado de baixa tensão: Coloca-se o ramo paralelo no final do ramo para simplificar: V’p = (Vp/a) = V 2 + IL 2 Zeq 2 IL 2 = S 3 /(√ 3. VL 2) V’p = 120, 08 0° + (138, 78 -36, 87 ) (0, 01036 + j 0, 0432 ) V’p = 124, 88 1, 8°

Exemplo 1 Eficiência para condições nominais Usando valores monofásicos Psaida 1ɸ=50000*cos(θ)/3=13333, 3[W] Perdas cobre 1ɸ= Perdas nucleo 1ɸ= .

Exemplo 1 Eficiencia