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UNIVERSIDADE DO VALE DO PARAÍBA – UNIVAP

FACULDADE DE ENGENHARIAS, ARQUITETURA E URBANISMO - FEAU

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

DAVID PEREIRA NASCIMENTO FILHO

PROF. LUIZ ROBERTO NOGUEIRA

CADERNO DE ORIENTAÇÃO OPERACIONAL DE BANCADA DE

TRANFORMADORES MONOFÁSICOS EM BANCO

SÃO JOSÉ DOS CAMPOS - SP

DEZEMBRO DE 2014

3

SUMÁRIO

SUMÁRIO ............................................................................................................................................. 3

RESUMO .................................................................................................................................................. 5

ABSTRACT ................................................................................................................................................ 6

INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................... 7

MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................................................... 8

COMPONENTES DE MANOBRA E PROTEÇÃO DA BANCADA ................................................................... 8

EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA AS MEDIÇÕES .............................................................................. 9

EXPERÊNCIAS ........................................................................................................................................... 9

1. ENSAIO DE POLARIDADE ............................................................................................................... 10

1.1. MÉTODOS DE EXECUÇÃO ...................................................................................................... 10

1.2. PROCEDIMENTOS DE EXECUÇÃO .......................................................................................... 10

1.3. DESENVOLVIMENTO DO ENSAIO .......................................................................................... 11

2. ENSAIO EM VAZIO ......................................................................................................................... 11



2.3. DESENVOLVIMENTO DO ENSAIO .......................................................................................... 14

3. ENSAIO EM CURTO-CIRCUITO ....................................................................................................... 15



4. CARACTERÍSTICAS DAS LIGAÇÕES TRIFÁSICAS NO BANCO ........................................................... 17

4.1. LIGAÇÃO DELTA-DELTA (-) ................................................................................................ 17

MÉTODOS DE EXECUÇÃO .................................................................................................................. 18

PROCEDIMENTOS DE EXECUÇÃO ...................................................................................................... 18

DESENVOLVIMENTO DO ENSAIO ...................................................................................................... 19

4.2. LIGAÇÃO ESTRELA-ESTRELA (Y- Y) ......................................................................................... 19



4.3. LIGAÇÃO (Y-) ....................................................................................................................... 22



4.4. LIGAÇÃO (-Y) ....................................................................................................................... 24


4


CONCLUSÃO .......................................................................................................................................... 28

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................................. 29

ANEXO I: Aspectos de Segurança na Realização dos Experimentos ..................................................... 30

ANEXO II: Ilustração de ligação trifásica delta aberto-delta aberto ..................................................... 30

5

RESUMO

Desenvolver um caderno orientativo para realização de ensaios em bancada

constituída essencialmente por três transformadores monofásicos idênticos, interligados de

forma a formar um sistema elétrico trifásico, com a finalidade de possibilitar o estudo prático

das características operativas das diversas ligações trifásicas de transformadores.

PALAVRA-CHAVE:

- TRANSFORMADOR;

- ENSAIOS;

- LIGAÇÕES;

- DELTA;

- ESTRELA.

6

ABSTRACT

Develop a notebook orientative for bench trials consisting predominantly by three

identical single phase transformers, interconnected to form a three-phase electrical system, for

the purpose of enabling the practical operational characteristics study of the various three-

phase connections of transformers.

KEYWORDS:

- TRANSFORMERS;

- EXPERIMENT;

- CONNECTIONS;

- DELTA;

- STAR.

7

INTRODUÇÃO

A análise e os tipos de ligações de transformadores a ser feito em um determinado

sistema são escolhidas ou por questões econômicas referentes aos níveis de tensão ou níveis

de corrente a serem transformados ou então pelas características de operação e proteção que

se deseja dar ao sistema elétrico.

Dessa forma, uma ligação delta é interessante para sistemas por onde circulam altas

correntes e um sistema em estrela, mais adequado para sistemas com altas tensões [4].

Por outro lado, se o sistema elétrico possui tensão nominal maior ou igual a 115 kV,

melhor utilizar uma ligação estrela com neutro aterrado para evitar riscos de sobre tensões

indesejáveis.

Quando utilizamos uma transformação delta no lado primário de um transformador e

estrela aterrada no secundário, estamos garantindo fonte de terra no secundário,

independentemente do tipo de sistema da fonte alimentadora.

Uma ligação estrela aterrada (primário) / delta, conectada a um sistema com neutro

isolado, também pode conferir fonte de terra ao mesmo [4].

Considerando a utilização de ligações trifásicas específicas relacionada a problemas

de proteção dos sistemas elétricos, por exemplo, as concessionárias de energia elétrica não

permitem a utilização da ligação estrela aterrada na interface entre seu sistema e o sistema

consumidor. Também por problemas de proteção, circuitos trifásicos de distribuição de

energia elétrica, em 13,8 kV por exemplo, devem ser do tipo neutro aterrado.

No tocante a sistemas elétricos industriais de média tensão, muitas vezes preferem-se a

utilização de neutro isolado ou aterrado através de impedância, de forma a evitar-se altas

correntes de defeitos a terra [4].

Devido a não linearidade da relação de fluxo versus corrente de excitação de núcleos

ferromagnéticos, a onda senoidal de corrente ou de tensão fase-neutro terá distorção, com

predominância da terceira harmônica. Essas distorções podem prejudicar o funcionamento da

carga acionada e também gerar perdas adicionais ao sistema elétrico. As ligações trifásicas

dos transformadores interferem com essa característica, podendo inclusive serem utilizadas

como filtros.

Este trabalho tem um caráter orientativo e servirá como ferramenta aplicativa em

estudos relacionados a transformadores de potência para as futuras turmas do curso de

Engenharia Elétrica em especial, da Universidade do Vale do Paraíba.

8

MATERIAIS E MÉTODOS

A bancada de testes que usaremos como parâmetro em nosso trabalho será a referida

no Trabalho de Conclusão de Curso apresentado pelos colegas de graduação Everton Oliveira

e Rodrigo Teixeira e que foi montada pelos mesmos no presente ano letivo.

A figura 1 é uma imagem real da bancada didática que é constituída basicamente por

três transformadores monofásicos de relação de tensão de 230V/115V e fator de potência de

0,6 [4].

Figura 1 - Imagem da Bancada Didáica de Transformadores

Foto: D.P. Nascimento F.; Fonte: Trabalho de Conclusão de Curso - E. Oliveira, R. Teixeira –

2014 – Univap, São José dos Campos/SP.

COMPONENTES DE MANOBRA E PROTEÇÃO DA BANCADA

Chave Margirius CS-102 Tripol

Cabos Flexível vermelho 750V 4mm/28 A 2 metros .

Cabos Flexível verde 750 V 4 mm /28A 2 metros.

Cabos Flexível preto 750V 4mm/28 A 2 metros.

Cabos Flexível Azul 750V 4mm/28 A 4 metros.

9

Contatora Steck S-D112A01M Ue = 230

Contatora Steck S-D112A01M Ue = 127

Pino banana PB 151 Marca: BBC

Borne B08 Marca: BBC 4mm

Terminal Crimper Anel AM AN24

Barra de ligação Sindal 212

Base de madeira dimensões 65 cm X 50 cm

Placa de Acrílico 10cm X 30cm

Hastes de apoio de madeira escovada 7cm X 5cm

Pontas de Prova

Resistor 2 ohms e 25 W (shunt)

EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA AS MEDIÇÕES

Osciloscópio

Pontas de prova

Resistor 18 ohms e 20 W (shunt)

Fonte de tensão alternada variável;

Voltímetro;

Amperímetro;

Wattímetro

*Observação: Antes de operar a bancada, vide ANEXO I (Aspectos de Segurança na

Realização dos Experimentos) e também consulte a NR-10 (Norma Regulamentadora de

Segurança em Instalações Elétricas).

EXPERÊNCIAS

As experiências propostas para a utilização da bancada citada anteriormente são as

seguintes [4]:

Ensaio de Polaridade [2], [4];

Ensaio em vazio [1], [3], [4];

Ensaio em curto [3], [4];

Análise de ligações delta-delta (Δ - Δ), delta aberto (V), estrela-estrela (Y – Y),

estrela- delta (Y- Δ) e delta-estrela (Δ – Y) [4];

10

1. ENSAIO DE POLARIDADE

Em um transformador, terminais de mesma polaridade significam que a polaridade de

um lado induz tensão do polaridade para o não polaridade do outro lado em fase com o

mesmo [4].

A corrente que penetra no polaridade de um lado corresponde a uma corrente saindo

pelo polaridade do outro lado em fase com a mesma [3].

1.1.MÉTODOS DE EXECUÇÃO

Os ensaios para a determinação dos terminais de mesma polaridade, podem ser realizados

de três maneiras de acordo com a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas):

método do transformador padrão, método do golpe indutivo e método da corrente alternada

[3].

1.2.PROCEDIMENTOS DE EXECUÇÃO

Por maior praticidade, utilizaremos o método da corrente alternada que consiste na

aplicação de tensão alternada nos terminais primários do transformador e análise de resultados

aferidos por instrumentos de leitura [4].

CONEXÃO DOS INSTRUMENTOS:

Conforme figura 2, para a execução do ensaio usaremos os seguintes instrumentos: 1

voltímetro (de preferência digital), 1 chave tipo “faca” bilateral e monopolar (ou similar corta

circuito), 1 fonte de tensão alternada [4];

Figura 2 - Ensaio de Polaridade [3].

Fonte: Transformadores, Teorias e Ensaios; José Carlos de Oliveira, João

Roberto Cogo, José Policarpo G.de Abreu; Edgard Blücher Ltda.

11

*Observações:

- Aparelhos multifuncionais de medição como multímetros, diante das grandezas que se

deseja aferir (Tensão, Corrente, Potência), deve-se observar a posição necessária em sua

chave seletora, a fim de não danificar o aparelho de medição.

1.3.DESENVOLVIMENTO DO ENSAIO

1° Passo: aplicar tensão alternada nos terminais primários do transformador mantendo a

chave “faca” na posição neutra [3]. (Atenção: Jamais aplicar tensões superiores a tensão

nominal dos transformadores. Usar uma tensão superior a nominal do transformador pode

prejudicar seriamente os seus enrolamentos, causando possível saturação do seu núcleo e

consequente queima do mesmo);

2° Passo: após aplicação de tensão alternada, posicionar a chave “faca” na posição 1 e

observar a leitura aferida pelo voltímetro;

3° Passo: desliga-se a fonte CA e posiciona-se a chave “faca” na posição 2 e observar a

leitura aferida pelo voltímetro;

CHAVE NA

POSIÇÃO 1

CHAVE NA

POSIÇÃO 2

LEITURA (V)

4° Passo: se a primeira leitura for maior que a segunda, a polaridade é considerada

subtrativa e então marca-se os terminais H1 e H2 com um “P” – polaridade e os terminais X1

e X2 com um “NP” – não-polaridade ; se a segunda leitura for maior que a primeira, a

polaridade é considerada aditiva e então marca-se os terminais H1 e X1 com um “P” –

polaridade e os terminais H2 e X2 com um “NP” – não-polaridade [3].

**Observações:

- Este método é limitado a ensaios com transformadores cuja relação de transformação

é menor que 30:1 [3].

2. ENSAIO EM VAZIO

Este ensaio destina-se basicamente a determinação das perdas no núcleo

ferromagnético do mesmo. As perdas por histerese e por Foucault são representadas no

circuito elétrico equivalente por uma resistência em paralelo com o enrolamento [4].

12

Além de determinar as perdas ferromagnéticas, este ensaio também revela os

parâmetros do ramo magnetizante, como a resistência representativa de perdas no tempo (Rp),

a reatância de magnetização do núcleo (jXm), a impedância de magnetização (Zm) e as perdas

que ocorrem no núcleo do ferro do transformador ou perdas por histerese e Foucault. Diante

destes parâmetros podemos mensurar qual o fluxo de dispersão do circuito (tensão elétrica

que deixou de ser induzida no ramo magnetizante) [3]. A figura 3 apresenta um circuito

equivalente de um transformador real para que possamos entender seu perfeito funcionamento

e formas de obtermos tais parâmetros [4].

Legenda do Circuito Elétrico Equivalente (Transformador Trifásico) [4]:

- I0: Corrente em Vazio

- I1: Corrente Primária

- I2: Corrente Secundária

- R1: Resistência Elétrica do Enrolamento Primário

- X1: Reatância de Dispersão do Enrolamento Secundário

- Rp: Resistência Representativa de Perdas no tempo

- jXm: Reatância de Magnetização do Núcleo

Para demonstrarmos teoricamente tais perdas no ramo paralelo “Rp” e “jXm”, alguns

cálculos precisam ser considerados, conforme demonstrado na figura 4, pois só através deles

podemos mensurar algumas grandezas relacionadas a qualquer unidade de transformador

envolvida no ensaio em questão:

Figura 3 - Circuito Elétrico Equivalente (Transformador Monofásico).

Fonte: Nogueira, Luiz Roberto – Conversão Eletromecânica de Energia – Caderno do curso de

Engenharia Elétrica- 2013.

13

Com isso, entendemos que através dos parâmetros de potência, tensão no primário e

fator de potência de cada unidade de transformação monofásica podemos obter os valores de

admitância de entrada (Yent), do ângulo de fase (no nosso caso, representado pela letra grega

) que por sua vez nos revelará o fator de potência do transformador ensaiado (F.p. = cos) e

por fim as perdas reais no ramo paralelo de cada unidade (Rp & jXm) [4].

2.1.MÉTODOS DE EXECUÇÃO

Este ensaio consiste na aplicação de tensão nominal do lado primário do

transformador, mantendo seus terminais do outro enrolamento abertos; realiza-se a medição

da tensão, corrente e potência (wattímetro) [3]. A potência que vai aparecer no watímetro, Pca

(potencia de circuito aberto) será o valor de perda no núcleo [5].

2.2.PROCEDIMENTOS DE EXECUÇÃO

Para otimizar o processo, tomaremos apenas um transformador monofásico para a

realização deste ensaio.

Figura 4 – Métodos de Cálculo das Perdas no Ramo Magnetizante em um Transformador.

Fonte: Nogueira, Luiz Roberto – Conversão Eletromecânica de Energia – Caderno do curso de


14

CONEXÃO DOS INSTRUMENTOS

Conforme a figura 5, para a execução do ensaio, usaremos os seguintes instrumentos:

1 voltímetro, 1 wattímetro, 1 amperímetro;

*Observação:

- Para realizar a medição de potência em cada transformador monofásico basta usar um

instrumento específico para esta aferição, o wattímetro; no arranjo de transformadores em

banco, a medição de potência do circuito trifásico pode ser realizada em circuitos equilibrados

ou desequilibrados e dependendo das características do sistema, serão necessários 1, 2 ou até

3 wattímetros para efetuar a medição da potência total. Em circuitos equilibrados, basta usar

apenas um wattímetro pois, para o nosso caso, um banco de transformadores composto por 3

transformadores monofásicos iguais sendo Trafo 1, Trafo 2 e Trafo 3, a Potência do Trafo 1

será igual a do Trafo 2, que por sua vez terá sua potência igual a potência do Trafo 3. Caso o

sistema esteja desequilibrado, são necessários 2 ou 3 wattímetros, dependendo da

configuração de ligação [6].

2.3.DESENVOLVIMENTO DO ENSAIO

1° Passo: Aplicar tensão nominal nos terminais primários do transformador monofásico e

aferir valores de corrente, tensão e potência de fase [4];

INSTRUMENTO A A* V1 W1 W*

GRANDEZA I1 I* V1 P1 Pt

AFERIÇÃO

Figura 5 - Ensaio em Vazio [4].

Fonte: Nogueira, Luiz Roberto – Conversão Eletromecânica de Energia –Caderno do curso de

Engenharia Elétrica- 2013

15

2° Passo: Determinar o fator de potência em vazio e as correntes do ramo magnetizante:

F.p. Ip Im

3° Passo: Determinar parâmetros do ramo de magnetizante:

Rp jXm

Sugestões para análise posterior:

- Ao comparar os valores das correntes I0, Ip e Im fluentes no ramo magnetizante, definir

uma conclusão a respeito dos valores.

3. ENSAIO EM CURTO-CIRCUITO

O ensaio em curto-circuito visa determinar a impedância-série equivalente do

transformador [5]. Na íntegra, demonstra as perdas reais no cobre das bobinas, também

chamadas de enrolamentos dos terminais primário e secundário nos transformadores, queda

de tensão interna (ΔV) e impedância, resistência e reatâncias percentuais (Z%, R% e X%) [3].

3.1. MÉTODOS DE EXECUÇÃO

Este ensaio consiste na aplicação de tensão gradativa nos terminais primários do

transformador até que seja atingida a corrente nominal; mantendo seus terminais secundários

em curto, realizamos a aferição da tensão, corrente e potência fornecida pelo mesmo [4].

3.2. PROCEDIMENTOS DE EXECUÇÃO

Mais uma vez, para otimizarmos o processo, tomaremos apenas um transformador

monofásico para a realização deste ensaio [4].

Como no caso do ensaio em vazio, o ensaio em curto pode ser realizado após a

montagem trifásica do banco [4].

16

CONEXÃO DOS INSTRUMENTOS

Conforme a figura 6, para a execução do ensaio usaremos os seguintes instrumentos: 1

voltímetro, 1 wattímetro, 1 amperímetro, 1 fonte de alimentação alternada variável;

DESENVOLVIMENTO DO ENSAIO

1° Passo: Partindo da tensão 0 V, aplica-se tensão nos terminais primários dos

transformadores e, de forma lenta e gradativa eleva-se a tensão até que seja aferido no

amperímetro a corrente nominal do transformador [4];

INSTRUMENTO W* V* A*

GRANDEZA Pcc Vcc Icc = Inom

AFERIÇÃO

2° Passo: Após identificar a tensão de curto, determinar a tensão percetual de curto (V%)

numa relação tensão de curto (Vcc) versus tensão nominal (Vnom) [3]:

Vnom Vcc V%

3° Passo: Com os dados obtidos no ensaio, definir e descrever de forma objetiva o que ocorre

com a potência, tensão e corrente no circuito de um transformador quando este se encontra em

curto;

Análise posterior:

Figura 6 - Ensaio em Curto [4].

Fonte: Nogueira, Luiz Roberto – Conversão Eletromecânica de Energia –Caderno do curso de

Engenharia Elétrica- 2013

17

- Discutir a possibilidade de, na montagem trifásica, o lado correspondente a realização do

ensaio ser “fechado” delta ou estrela, considerando valores reais de impedância e valores por

unidade.

4. CARACTERÍSTICAS DAS LIGAÇÕES TRIFÁSICAS NO BANCO

Como mencionamos anteriormente, os motivos para a análise e os tipos de ligações de

transformadores a realizado em um determinado sistema são escolhidas por questões

econômicas referentes aos níveis de tensão, por conta dos níveis de corrente a serem

transformados ou então pelas características de operação e proteção que se deseja dar ao

sistema elétrico [4].

4.1.LIGAÇÃO DELTA-DELTA (-)

Podemos considerar as tensões de seus terminais secundários iguais como sendo

simétricas as de seus terminais primários, mediante sua relação de espiras, mesmo diante das

dissimetrias apresentadas nas características construtivas dos transformadores [2].

𝑉1𝐴𝐵

𝑉2𝐴𝐵=

𝑉1𝐵𝐶

𝑉2𝐵𝐶=

𝑉1𝐶𝐴

𝑉2𝐶𝐴=

√3𝑉1𝐹

√3𝑉2𝐹

Conforme figura 7, interligados entre si em delta-delta e em uma condição de perfeito

equilíbrio entre o sistema elétrico e o sistema consumidor, alimenta um terço da carga total

trifásica e as correntes nos enrolamentos de cada um destes é igual a 1/√3 vezes as

intensidades das correntes de linha no sistema [2].

Figura 7 - Ligação Delta-Delta.

Fonte: D.S. NOGUEIRA, D.P.ALVES, Transformadores de Potência- Teoria e Aplicação

Tópicos Essenciais, Rio de Janeiro, Abril de 2009.

18

MÉTODOS DE EXECUÇÃO

Este ensaio consiste na aplicação de tensão nominal nos terminais primários, com seus

terminais interligados em delta-delta, e com isso realizamos a aferição da tensão, corrente e

formas de onda destas grandezas [4].

PROCEDIMENTOS DE EXECUÇÃO

Utilizaremos os cabos de conexões para interligarmos os transformadores entre si de

maneira que tenhamos um fechamento trifásico no banco. Além de analisarmos a potência,

tensões entre fases e correntes de circulação em cada fase, focaremos também a forma de

onda tensão e de corrente de cada fase do circuito por meio do osciloscópio [4].



voltímetros, 1 wattímetros, 3 amperímetros, 1 fonte de alimentação trifásica, 1 osciloscópio

digital, 1 resistor 18 20W (shunt);

Figura 8 - Ligação do Banco em Delta-Delta [4].

Fonte: Nogueira, Luiz Roberto – Conversão Eletromecânica de Energia –

Caderno do curso de Engenharia Elétrica- 2013

19


1° Passo: aplicar tensão nominal nos terminais primários do banco, mantendo os

terminais secundários interligados sem imposição de carga (resistiva);

2° Passo: aferir leituras de tensão entre fases (V1 & V2), as leituras das correntes (A1,

A2 & A3), observar forma de onda de cada fase (osciloscópio) e registrar dados;

3° Passo: Analisando o ensaio, definir de forma objetiva o que ocorre com a potência,

tensão e corrente no circuito do banco “fechado” em delta-delta e demonstrar se existe

defasagem entre as fases ou se elas estão em equilíbrio.

4° Passo: Após conclusão, repita o processo impondo cargas gradativas ao secundário

do banco e defina uma nova conclusão à respeito das tensões, correntes, potência e

defasagem.

*Observações:

- Sugerimos que as cargas que devem ser impostas ao secundário do banco sejam

puramente resistivas.


- De acordo com a figura no ANEXO II, realizar ligação trifásica delta aberto-delta aberto (V-

V), aferir todos os parâmetros conforme passo-a-passo da ligação delta-delta, compor novas

tabelas e registrar; descrever em que situação este tipo de ligação pode ser usada e quais as

suas vantagens e desvantagens para os sistemas elétricos [4].

4.2. LIGAÇÃO ESTRELA-ESTRELA (Y- Y)

A ligação que permite a transformação de grandezas elétricas sem alterar a defasagem

entre tensões e correntes de fase e de linha, tanto para as tensões primárias e secundárias.

Figura 9 - Ligação Estrela-Estrela.

Fonte: D.S. NOGUEIRA, D.P.ALVES, Transformadores de Potência- Teoria e

Aplicação Tópicos Essenciais, Rio de Janeiro, Abril de 2009.

20

O nome “estrela” vem do fato de que as tensões aplicadas aos enrolamentos, quando

representadas vetorialmente, estão dispostas com defasagem de 120° entre si, conforme

ilustrado na figura 9.

𝑉1𝐴

𝑉2𝐵=𝑉1𝐵

𝑉2𝐵=𝑉1𝐶

𝑉2𝐶

Geralmente é empregada para a alimentação de cargas praticamente equilibradas. Em

contrapartida, esta ligação pode fazer com que o sistema apresente tensões fase-neutro

distorcidas devido a corrente de terceira harmônica gerada pela não linearidade da

característica de magnetização de núcleos ferromagnéticos. Na figura 10, podemos visualizar

uma ligação Estrela Aterrado-Estrela Aterrado. Aterrando-se o neutro e alimentando-se o

banco de transformadores com um sistema aterrado, eliminamos as distorções nas ondas de

tensão mas provocamos distorções nas ondas das correntes de magnetização que ocasionam

perdas suplementares no sistema elétrico.





Figura 10 – Ligação Estrela Aterrado-Estrela Aterrado.



21





onda de tensão e de corrente de cada fase do circuito por meio do osciloscópio.


Conforme a figura 11, para a execução do ensaio usaremos os seguintes instrumentos: 2





terminais secundários interligados e aterrando as estrelas, sem imposição de carga (resistiva);


A2 & A3), observar forma de onda das tensões de fase e de linha (osciloscópio) e registrar

dados;

Figura 11 - Ligação do Banco em Estrela Aterrado-Estrela Aterrado



22

3° Passo: Com neutro isolado, verificar no osciloscópio as formas de onda das

correntes de magnetização.


tensão e corrente no circuito do banco “fechado” em estrela aterrada-estrela aterrada e

verificar se existe defasagem entre as fases ou se elas estão em equilíbrio.


do banco de forma equilibrada e desequilibrada e defina uma nova conclusão à respeito das

tensões, correntes, potência e defasagem.


- Analisar as vantagens e desvantagens deste tipo de ligação para os sistemas elétricos.

4.3.LIGAÇÃO (Y-)

A figura 12 demonstra uma ligação estrela-delta. Neste tipo de ligação, a tensão de

fase primária é transformada em tensão de linha secundária [2].

Portanto a relação de transformação não dependerá apenas da relação de espiras mais

também da relação entre as tensões de fase e neutro.

𝑉1𝐿

𝑉2𝐿=

√3𝑉1𝐹

𝑉2𝐹

Este tipo de conexão causa uma defasagem de 30° entre as tensões primárias e

secundárias. Esta defasagem pode ser de 30° ou -30°, dependendo da sequência de fases

Figura 12 - Ligação Estrela Aterrado-Delta.



23

aplicada ao primário. Se os enrolamentos do transformador forem conectados conforme

ilustrado, teremos as tensões primárias aplicadas na sequência direta, ou seja, A-B-C, e as

tensões de fase secundárias estarão “atrasadas” em relação às tensões de fase primárias em

30°, ou seja, houve uma defasagem de –30°.









onda de cada fase do circuito por meio do osciloscópio.




digital, 1 resistor (shunt);


Figura 13 - Ligação do Banco em Estrela Aterrado-Delta.



24




A2 & A3), observar forma de onda das tensões de fase e de linha (osciloscópio) e registrar

dados;


tensão e corrente no circuito do banco “fechado” em estrela aterrada-delta e demonstrar se

existe defasagem entre as fases ou se elas estão em equilíbrio.



defasagem.

*Observações:



4.4.LIGAÇÃO (-Y)

Por meio da figura 14, percebemos que este tipo de ligação é semelhante a anterior,

sendo diferente apenas a sua relação de transformação. Neste caso, a tensão de linha do

enrolamento primário conectado em Δ é transformada na tensão de fase do enrolamento

secundário conectado em Y.

Na sequência direta, as tensões secundárias estarão 30° adiantadas em relação às

tensões primárias, ou seja, a defasagem será de +30°. Aplicando-se sequência inversa de fases

no primário, será observada uma defasagem de –30° nas tensões secundárias.

𝑉1𝐿

𝑉2𝐿=

𝑉1𝐹

√3𝑉2𝐹=

𝛼

√3

Figura 14 - Ligação Delta-Estrela Aterrado.

Fonte: D.S. NOGUEIRA, D.P.ALVES, Transformadores de Potência- Teoria

e Aplicação Tópicos Essenciais, Rio de Janeiro, Abril de 2009.

25









onda de cada fase do circuito por meio do osciloscópio [4].








Figura 15 - Ligação do Banco em Delta-Estrela Aterrado



26

2° Passo: aferir leituras de tensão entre fases (V1 & V2), as leituras das correntes (A1, A2 &

A3), observar forma de onda de cada fase (osciloscópio) e registrar dados;


tensão e corrente no circuito do banco “fechado” em delta-estrela aterrada e verificar se existe

defasagem entre as fases ou se elas estão em equilíbrio.



defasagem.

*Observações:

- Sugerimos que as cargas que devem ser impostas ao secundário do banco sejam

puramente resistivas.



27

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Com os experimentos possíveis realizados no laboratório disponibilizado pela faculdade

foi possível verificar algumas características da determinação das polaridades dos

transformadores. Num primeiro momento não foi possível realizar os ensaios das

características das ligações trifásicas com a supervisão do orientador devido à falta de

instrumentação adequada no laboratório.

28

CONCLUSÃO

Este trabalho demonstrou a dinâmica de aplicação dos tipos de ligações trifásicas existentes e

sua contribuição para o sistema elétrico.

Simples e de fácil operação, a bancada didática nos permite a possibilidade de alcançarmos

conhecimento e formas de mensuração das grandezas elétricas importantes para a devida

aplicação das ligações trifásicas propostas neste trabalho e auxilia na escolha da ligação mais

adequada para um sistema, compreendendo quais as vantagens e desvantagens para diferentes

tipos de ligações que flexibilizam o uso de um banco de transformadores monofásicos.

Acreditamos que este caderno conjunto a esta bancada será um importante instrumento

didático no laboratório da universidade e que beneficiará as futuras turmas do curso de

engenharia elétrica que, por meio de aulas práticas, terá a oportunidade de consolidar os

conhecimentos teóricos adquiridos em sala de aula.

29

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Martignoni, Alfonso; Transformadores; - 8a ed. – São Paulo: Globo, 1991.

[2] D.S. NOGUEIRA, D.P.ALVES, Transformadores de Potência- Teoria e Aplicação

Tópicos Essenciais, Rio de Janeiro, Abril de 2009.

[3] Transformadores Teorias e Ensaios; José Carlos de Oliveira, João Roberto Cogo, José

Policarpo G.de Abreu; Edgard Blücher Ltda.

[4] Nogueira, Luiz Roberto – Conversão Eletromecânica de Energia –Caderno do curso de


[5] Pinto, Joel Rocha- Conversão Eletromecânica de Energia- 1a Edição, São Paulo,

Biblioteca 24 horas, 2011.

[6] Universidade do Estado de Santa Catarina – Circuitos Polifásicos e Medição de Potência –

Eletrotécnica - 2012

http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/prioste/materiais/A17_Eletrot_cnica_.pdf

30

ANEXO I: Aspectos de Segurança na Realização dos Experimentos

1. Nunca trabalhe sozinho no laboratório.

2. Antes de iniciar a montagem do equipamento, verifique que a alimentação da bancada se

encontra desligada.

Note que existe na bancada um botão de emergência. Caso seja necessário, acione-o.

3. Inspecione visualmente o material que será usado; cabos de ligação com o isolamento

danificado ou bornes defeituosos, não devem ser utilizados.

4. Se desconhecer a gama de variação das grandezas em questão (tensões, correntes,

potências) selecione a escala de leitura mais ampla dos aparelhos de medida.

5. Redobre a atenção principalmente quando a bancada estiver em operação e evite acidentes.

6. Mantenha a bancada livre de objetos desnecessários ao seu trabalho tais como cabos de

ligação e equipamento que não esteja em uso, peças de vestuário, mochilas, etc.

7. Verifique as ligações e certifique-se de que não existem cabos com um terminal desligado.

*Para saber mais sobre segurança em ensaios e instalações elétricos, consulte a NR-10.

ANEXO II: Ilustração de ligação trifásica delta aberto-delta aberto

david pereira nascimento filho prof. luiz ...biblioteca.univap.br/dados/000014/000014fb.pdfquando...

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