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1

UNIVERSIDADE DO VALE DO PARAÍBA – UNIVAP

FACULDADE DE ENGENHARIAS, ARQUITETURA E URBANISMO - FEAU

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

EVERTON DE OLIVEIRA

RODRIGO RAMOS TEIXEIRA

PROF LUIZ ROBERTO NOGUEIRA

ESTAÇÃO DE BANCO DE TRANSFORMADORES PARA LIGAÇÕES

TRIFÁSICAS

SÃO JOSÉ DOS CAMPOS

DEZEMBRO DE 2014

2

Sumário

RESUMO ................................................................................................................................... 4

ABSTRACT ............................................................................................................................... 5

INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 6

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

MATERIAIS .............................................................................................................................. 8

COMPONENTES USADOS PARA BANCO TRANSFORMADORES .............................. 8

EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA AS MEDIÇÕES .............................................. 8

MÉTODOS ................................................................................................................................. 9

CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS ............................................................................. 9

CÁLCULO DAS CORRENTES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS ..................................... 9

CÁLCULO DA SECÇÃO DOS CONDUTORES ................................................................. 9

EXPERIÊNCIAS ...................................................................................................................... 11

LIGAÇÕES DELTA-DELTA (Δ - Δ) ...................................................................................... 12

VANTAGENS ...................................................................................................................... 13

DESVANTAGENS .............................................................................................................. 13

EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS ................................................................................... 13

LIGAÇÕES ESTRELA – ESTRELA (Y- Y)........................................................................... 14

VANTAGENS ...................................................................................................................... 16

DESVANTAGENS .............................................................................................................. 16


LIGAÇÕES ESTRELA-DELTA (Y- Δ) .................................................................................. 17

VANTAGENS ...................................................................................................................... 19

DESVANTAGENS .............................................................................................................. 19


LIGAÇÕES DELTA- ESTRELA (Δ- Y) ................................................................................. 20

VANTAGENS ...................................................................................................................... 21

DESVANTAGENS .............................................................................................................. 21


3

ENSAIOS DE POLARIDADE ................................................................................................ 22


ENSAIOS EM CURTO ............................................................................................................ 24


ENSAIOS EM VAZIO ............................................................................................................. 25


RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................................ 26

DETERMINAÇÃO DAS POLARIDADES ......................................................................... 26

CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 27

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 28

4

RESUMO

Este trabalho visa apresentar uma bancada didática construída com três transformadores

monofásicos idênticos, integrados formando sistema elétrico trifásico, com a finalidade de

possibilitar estudos práticos das características operativas com as diversas ligações trifásicas

entre transformadores.

PALAVRAS-CHAVE: transformador; ligações; ensaios; delta; estrela.

5

ABSTRACT

At this project presenting a workbench which was built with a three identical single

phase transformers integrated and forming a three-phase electrical system. We aim to provide

with this project a learning workbench for practical studies of the operational characteristics

which can be obtained with several three-phase connections between transformers.

KEYWORDS: transformers; connections; experiment; delta; star.

6

INTRODUÇÃO

O princípio de funcionamento do transformador foi descoberto por Michael Faraday, por volta

de 1831.

Este princípio é conhecido como indução eletromagnética: quando um circuito é submetido a

um campo magnético variável (que pode ser definido como uma região no espaço onde atuam

“linhas de força” sobre materiais com propriedades magnéticas), aparece nele uma corrente

elétrica cuja intensidade é proporcional ás variações do fluxo magnético. [5]

Em algumas experiências, Faraday percebeu que ao introduzir um ímã em uma bobina esta

acusava a presença de uma corrente elétrica na mesma. Este fenômeno foi caracterizado

qualitativamente e quantitativamente e deu origem à Lei da Indução de Faraday que é

expressa matematicamente como:

|𝜀| =∆𝛷

∆𝑡

Os transformadores consistem de dois enrolamentos de fio (o primário e o secundário), que

geralmente envolvem os braços de um quadro metálico (o núcleo). Quando uma tensão

alternada é aplicada ao primário produz um campo magnético proporcional á intensidade

dessa tensão e ao número de enrolamento (numero de voltas do fio em torno do braço

metálico).

Através do metal, o fluxo magnético quase não encontra resistência e, assim, concentra-se no

núcleo, em grande parte, e chega ao enrolamento secundário com um mínimo de perdas.

Ocorre, então, a indução eletromagnética: no secundário surge uma corrente elétrica, que

varia de acordo com a corrente do primário e com a razão entre os números de espiras dos

dois enrolamentos [5].

As ligações trifásicas de transformadores são aplicadas em determinados projetos por

questões econômicas referentes aos níveis de tensão ou de corrente a serem transformados ou

então pelas características de operação e proteção que o projeto possibilita inserir ao sistema

elétrico.

Ligações do tipo delta são interessantes para sistemas de altas correntes e um sistema

com ligação tipo estrela, mais adequado para altas tensões. [4]

7

Quando um sistema elétrico possui tensão nominal maior ou igual à 115KV, ligação

ideal é do tipo estrela com neutro aterrado a fim de evitar riscos de sobre tensões indesejáveis.

Utilizando uma transformação delta do lado primário de um transformador e estrela

aterrado no secundário, estamos garantindo fonte de terra no secundário, independentemente

do tipo de sistema da fonte alimentadora. [4]

Na ligação estrela aterrada no lado primário, conectada a um sistema com neutro

isolado, também podemos obter fonte de terra ao mesmo.

As utilizações de ligações trifásicas especificam estão relacionadas também a problemas

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

permitem a utilização das ligações estrela aterradas na interface entre seu sistema e o sistema

do consumidor por problemas de proteção, circuitos trifásicos de distribuição de energia, já

em 13,8KV, por exemplo, devem ser do tipo neutro aterrado.

Nos sistemas elétricos industriais de média tensão, em diversos projetos optam pela

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

correntes de defeitos a terra. [4]

Devido a não linearidade da relação fluxo X corrente de excitação dos núcleos

ferromagnéticos a onda senoidal de correntes ou tensões fase - neutro terá distorção, com

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

carga acionada e gerando perdas adicionais ao sistema elétrico. As ligações trifásicas dos

transformadores interferem com essa característica, podendo inclusive ser utilizadas como

filtros. [4]

8

MATERIAIS E MÉTODOS

MATERIAIS

COMPONENTES USADOS PARA BANCO TRANSFORMADORES

1- Chave Margirius CS-102 Tripol

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

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

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

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

6- Contatora Steck S-D112A01M Ue = 230

7- Contatora Steck S-D112A01M Ue = 127

8- Pino banana PB 151 Marca: BBC

9- Borne B08 Marca: BBC 4mm

10- Terminal Crimper Anel AM AN24

11- Barra de ligação Sindal 212

12- Base de madeira dimensões 65 cm X 50 cm

13- Placa de Acrílico 10cm X 30cm

14- Hastes de apoio de madeira escovada 7cm X 5cm

15- Transformadores monofásicos 220/110 250 VA

EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA AS MEDIÇÕES

16- Osciloscópio de duplo traço

17- Pontas de prova

18- Resistor 18 ohms e 20 W (shunt)

19- Chave de fenda

20- Carga Trifásica

21- Fonte de tensão contínua variável;

22- Fonte de tensão alternada variável;

23- Voltímetro;

24- Amperímetro;

25- Wattímetro

9

MÉTODOS

CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS

Nossa bancada de teste foi desenvolvida a partir da utilização de três transformadores

monofásicos com as seguintes características:

Três transformadores monofásicos de 230 v para 115 V com 250 Va

Dados para o cálculo:

Com os valores sugeridos pelo coordenador do nosso TCC podemos calcular o

transformador e enviar os dados para o projetista confeccioná-los.

W2 = Potência de saída ou potência secundária, medida em VA.

V2 = Tensão de saída ou tensão secundária, medida em volts.

V1 = Tensão de entrada ou tensão primária, medida em volts.

CÁLCULO DAS CORRENTES PRIMÁRIAS E SECUNDÁRIAS

A corrente secundária é obtida diretamente pela relação: [1]

𝐼2 =𝑊2

𝑉2

I2= 2,17 A

Para se calcular a corrente do primário devemos acrescentar na potência do secundário

mais 10% para termos a potência do primário para assim descontarmos as perdas por histerese

e Foucault. [1]

W1=W2+10%

W1= 275 VA

I1 =W1

V1

I1=1,19 A

CÁLCULO DA SECÇÃO DOS CONDUTORES

Para transformadores de baixa potência é usada a densidade de corrente em: 3

A/mm².[1]

10

Secção do primário: S1

𝑆1 =𝐼1

𝑑

S1= 0,39 mm²

Usamos fio 20 AWG cuja secção é 0,51 mm²

Secção do secundário: S2

𝑆2 =𝐼2

𝑑

S2= 0,72mm²

Usamos fio 18 AWG cuja secção é 0,82mm².

Secção magnética do núcleo: Sm [1]

𝑆𝑚 = 7,5 ∗√𝑊2

𝐹

Sm ≃ 16mm²

Espiras por volt: Esp/volt [1]

Sendo a frequência de 60 Hz as espiras/volt resultam:

𝐸𝑠𝑝/𝑣𝑜𝑙𝑡 =33,5

16

Esp/volt ≃ 2

N: número de espiras

As espiras do circuito primário cuja tensão é 120 volts, resultam:

N1= 2*V1= 2*115 = 230 espiras

As espiras secundárias devem ser acrescidas de 10% a fim de compensar as quedas de

tensão, isto é:

N2 = 2 *V2 * 1.1 = 2 * 230 * 1,1 =506 espiras

Fig. 1: Esquemático do transformador construído para os cálculos do tópico

características construtivas

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

11

Estes transformadores interligados entre si, juntamente com os componentes de

proteção instalados constituem nosso banco trifásico como mostra a figura 2.

Fig.2: Foto da bancada de transformadores monofásicos

EXPERIÊNCIAS

As experiências que podem ser desenvolvidas são:

Ligação delta-delta (Δ - Δ);

Ligação estrela-estrela (Y – Y);

Ligação estrela- delta (Y- Δ);

Ligação delta-estrela (Δ – Y);

Ensaio de polaridade;

Ensaio em curto;

Ensaio em vazio;

1

5

11

6

13

7

1

15

11

12

LIGAÇÕES DELTA-DELTA (Δ - Δ)

Neste tipo de ligação as tensões de linha primárias são aplicadas diretamente as fases

primárias do transformador, as quais resultam em tensões de linha secundárias.

Ela não introduz defasem entre as grandezas elétricas do primário e sua correspondente

no secundário. [2]

Segue a relação de transformação:

𝑉1𝐴𝐵

𝑉2𝐴𝐵=𝑉1𝐵𝐶

𝑉2𝐵𝐶=𝑉1𝐶𝐴

𝑉2𝐶𝐴=√3𝑉1𝐹

√3𝑉2𝐹= 𝛼

A α dá-se o nome de relação de transformação. Em um transformador ideal, a relação

de transformação depende apenas da razão entre o número de espiras dos enrolamentos.

A figura 3 representa esquematicamente a ligação delta-delta

Fig. 3: Transformador Trifásico conectado em Delta-Delta.

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

Tópicos Essenciais, Rio de Janeiro, Abril de 2009.

Mesmo tendo pequenas dissimetrias nas características construtivas dos

transformadores podemos considerar as tensões do secundário iguais e simétricas a do

primário. [2]

Quando a rede de alimentação e a carga estão equilibradas, os transformadores

conectados em delta, cada um alimenta um terço da carga total trifásica e as correntes nos

enrolamentos de cada transformador são iguais a 1/√3 vezes as intensidades das correntes de

linha no sistema. [2]

13

O agrupamento delta-delta é considerado ótimo para alimentar cargas fortemente

desequilibradas, tendo a notável característica de manter inalterada as três tensões

secundarias. [2]

VANTAGENS

A ligação em delta serve como filtro para as componentes de terceira

harmônica ou eventualmente componentes de sequência zero.

Pode ser mantido em operação mesmo quando é perdida uma das fases, ou

quando é removida uma das unidades para manutenção (no caso de bancos),

assim é possível manter a unidade trifásica reduzindo a carga para 57% da

potência nominal sem correr risco.

O fechamento em delta-delta é recomendado para altas correntes.

A transformação em delta também não introduz defasagem entre as tensões de

entrada e saída.

DESVANTAGENS

Na transformação em delta-delta, se gasta mais espiras para a confecção das

bobinas, já que estas devem receber tensão plena de linha ao passo que na

ligação estrela as bobinas devem receber tensão de linha por √3.

Não é indicado para transformadores com elevada tensão ex: 200 KV.

Não temos corrente de terra, pois esta ligação dispensa aterramentos tanto no

primário como secundário assim tem-se que instalar dispositivos para

identificar possíveis correntes de surto no sistema.

EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS

- Estação banco de transformadores;

- Osciloscópio duplo traço;

- Carga Trifásica

- Multímetro

- Resistor 18 Ω 20 W (shunt)

14

LIGAÇÕES ESTRELA – ESTRELA (Y- Y)

A ligação Y-Y permite a transformação de grandezas elétricas sem alterar a defasagem

entre tensões e correntes de fase e de linha, ou seja, as tensões de linha primária estão em fase

com as tensões de linha secundárias.

O nome “estrela” (Y) 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 4: [2]

Fig.4: Diagrama fasorial das tensões aplicadas aos enrolamentos conectados em Y.



Fig.5: Transformador Trifásico conectado em Y-Y.



Para um sistema equilibrado, tem-se que:

𝑉1𝐴

𝑉2𝐵=𝑉1𝐵

𝑉2𝐵=𝑉1𝐶

𝑉2𝐶= 𝛼

A α dá-se o nome de relação de transformação. Em um transformador ideal, a relação

de transformação depende apenas da razão entre o número de espiras dos enrolamentos.

15

Ela é empregada exclusivamente em sistemas a três fios com cargas praticamente

equilibradas. Porém esta conexão pode fazer com que o sistema apresente algumas

características indesejáveis, como distorções nas tensões dos enrolamentos causadas pelas

correntes de terceiro harmônico geradas pelos fenômenos de excitação do transformador e o

desbalanceamento de correntes no caso de se alimentar uma carga não balanceada. [2]

Fato de a característica de magnetização do núcleo ferromagnético não ser linear, dessa

forma ou a onda de fluxo ou a onda de corrente apresenta distorção que examinado pela série

de Fourier, mostra a influência da componente de terceira harmônica. [2]

Para solucionar este problema devemos promover o aterramento dos neutros n1 e n2,

pois com o aterramento feito fornecemos um caminho fechado para as correntes

desequilibradas do sistema (devidas às cargas desequilibradas). [2]

A figura 6 representa esquematicamente a ligação Estrela-Estrela com neutros

aterrados:

Fig. 6: Transformador trifásico com estrela aterrado.



Com as ligações estrela aterrada podemos evitar o surgimento das harmônicas de

terceira ordem, que implicam em deformações na forma de onda das variações dos fluxos e,

portanto, também nas tensões por fase.

16

VANTAGENS

Conexão mais econômica para pequenas potências e altas tensões.

Uma das conexões mais fáceis de trabalhar quando for ligar em paralelo os

transformadores.

Se faltar uma fase em qualquer um dos lados, as duas remanescentes poderão

operar de modo a manter uma transformação monofásica com potência de 57%

da de quando operava com as três fases.

DESVANTAGENS

A concessionária não permite esta ligação porque atrapalha os ajustes dos relês

de neutro, pois tenho uma corrente de terra fluindo do secundário para o

primário.

Uma falta em uma fase torna o transformador incapaz de fornecer uma

alimentação trifásica.

Usados para alimentação de cargas de pequena potência.




- Carga Trifásica

- Multímetro


17

LIGAÇÕES ESTRELA-DELTA (Y- Δ)

Nesta ligação, a tensão de fase primária é transformada em tensão de linha secundária.

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

também da relação entre as tensões de fase e neutro. Assim a relação de transformação será:

𝑉1𝐿

𝑉2𝐿=√3𝑉1𝐹

𝑉2𝐹= 𝛼√3

Fig. 7: Transformador trifásico ligado em estrela-delta.



Devemos observar que este tipo de conexão causa uma defasagem de 30° entre as

tensões primárias e secundárias, o que deve ser cuidadosamente considerado ao se instalar

bancos constituídos de transformadores trifásicos em paralelo. [2]

Esta defasagem pode ser de 30° ou -30°, dependendo da sequência de fases aplicada ao

primário. Se os enrolamentos do transformador forem conectados conforme ilustrado na

figura acima, 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°. [2]

18

Figura 8: Diagrama fasorial de tensões de fase e linha primárias.



Figura 9: Diagrama fasorial de tensões de fase e linha secundárias.



Defasamento angular de 30°

Defasagem 30°

Entre tensões fase e

linha

19

VANTAGENS

Tipo de conexão que garante a possibilidade de atenuação das harmônicas

Isolamento elétrico referente às correntes de neutro entre o primário e o

secundário, já que o enrolamento em Δ não possui neutro aparente, o que é

importante para efeitos de coordenação de proteção.

DESVANTAGENS

Nas ligações estrela-delta as tensões no secundário têm um defasamento de 30°

em relação às tensões no lado primário.

A tensão de linha na conexão estrela fica adiantada em relação à tensão de

linha no delta.




- Carga Trifásica

- Multímetro

- Pontas de prova;


20

LIGAÇÕES DELTA- ESTRELA (Δ- Y)

Este tipo de ligação apresenta as mesmas características da ligação Y-Δ, sendo diferente

apenas a sua relação de transformação. Neste transformador, a tensão de linha do enrolamento

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

conectado em Y. Desta forma, a relação de transformação é: [2]

𝑉1𝐿

𝑉2𝐿=

𝑉1𝐹

√3𝑉2𝐹=

𝛼

√3

Assim como ocorre na conexão Y- Δ, o transformador Δ-Y provoca uma defasagem de

30° entre as tensões primárias e secundárias.

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. [2]

Fig. 10: Transformador trifásico ligado em delta-estrela.



21

VANTAGENS

Tipo de conexão que garante a possibilidade de atenuação das harmônicas

Isolamento elétrico referente às correntes de neutro entre o primário e o

secundário, já que o enrolamento em Δ não possui neutro aparente, o que é

importante para efeitos de coordenação de proteção.

Nas ligações delta-estrela o neutro secundário é ligado ao neutro da carga.

DESVANTAGENS

Nas ligações estrela-delta as tensões no secundário têm um defasamento de 30°

em relação às tensões no lado primário.

A tensão de linha na conexão estrela fica adiantada em relação à tensão de

linha no delta.


- Estação de banco de transformadores;

- Osciloscópio duplo Traço;

- Carga trifásica;

- Multímetro;

- Pontas de prova;

- Resistor de 18 Ω 20 W;

22

ENSAIOS DE POLARIDADE

A identificação da polaridade dos terminais dos enrolamentos de um transformador

monofásico indica quais são os terminais positivos (polares) e negativos (não polares) em um

determinado instante.

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.

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

pelo polaridade do outro lado em fase com a mesma.

A polaridade é importante para garantir o correto sentido de corrente, ou seja, para que

entre as outras bobinas (em um sistema trifásico) estejam no mesmo sentido. Caso uma delas

esteja invertida, o campo magnético irá se impor em sentido contrário, sendo assim as tensões

ficarão desequilibradas. [3]

Ela é consultada quando os transformadores são conectados em paralelo para fornecer à

mesma potência a carga. Uma das condições para efetuar o paralelismo é que o transformador

apresente o mesmo defasamento angular entre o secundário e o primário.

E caso a polaridade seja invertida o transformador, apresentará uma variação nesse

defasamento. A condição fundamental para que os transformadores possam trabalhar em

paralelo, é que os terminais a juntar entre si se encontrem em todos os instantes ao mesmo

potencial. [3]

Se os sentidos destas tensões forem iguais, diz-se que o transformador possui

polaridade subtrativa; caso sejam contrárias, a polaridade é aditiva.

Figura 12: Diagrama de tensões para teste de polaridade

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

Engenharia Elétrica- 2013.

23

As experiências que podem ser desenvolvidas para determinar a polaridade são:

Método de golpe indutivo com tensão contínua

Consiste na aplicação de um pulso de tensão continua em um dos enrolamentos do

transformador. E na medição, através de um multímetro apropriado para medir tensão

contínua DC. No caso do multímetro indicar tensões no mesmo sentido este possui

polaridades aditivas e no caso de sentidos opostos polaridade subtrativa. [3]

Método de tensão alternada

O método da corrente alternada consiste em aplicar uma tensão alternada aos terminais de

tensão lado alta (230 V) com um voltímetro entre esses terminais e medem-se as tensões no

terminal de baixa tensão (115 V) e entre os dois terminais. [3]

Sendo V1, V2 e V3 respectivamente as tensões nos terminais de alta tensão, de baixa tensão e

entre os dois terminais, temos que:

Se V3 = V1 - V2; - Polaridade subtrativa

Se V3 = V1 + V2; - Polaridade aditiva

Figura 13: esquema do método de corrente alternada

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

Policarpo G.de Abreu; Edgard Blücher Ltda.



- Multímetro;

- Pontas de prova;

- Fonte de tensão contínua variável;

- Fonte de tensão alternada variável;

24

ENSAIOS EM CURTO

A operação ou ensaio em curto-circuito de um transformador na condição ideal visa

demonstrar 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%).

Este ensaio é realizado para a determinação dos elementos série do modelo do

transformador. O procedimento consiste em manter os terminais do secundário em curto-

circuito e, em seguida, aplicar no primário uma tensão tal que provoque a circulação de

corrente nominal no secundário. Como a impedância série equivalente do transformador é

pequena, uma tensão de cerca 15% da tensão nominal do primário é, em geral, suficiente para

estabelecer corrente nominal no secundário. Deve-se atentar para a tensão aplicada, já que

uma tensão elevada demais provocará uma elevada corrente no enrolamento em curto,

queimando o transformador. [4]

Fig. 14: Circuito equivalente de um transformador monofásico

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

de Engenharia Elétrica- 2013.



- voltímetro;

- amperímetro;

- Fonte de corrente alternada variável;

25

ENSAIOS EM VAZIO

No caso do ensaio a vazio, ele serve para descobrir as perdas no núcleo no

transformador, o procedimento a ser feito nessa ligação é elevar a tensão até que ela chegue

no valor de tensão nominal do transformador, a potência que vai aparecer no watímetro, Pca

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

Com este ensaio pretende-se demonstrar fatores importantes que contribuam para o

perfeito entendimento comportamental dos transformadores na transformação de energia

(formato não senoidal da corrente em vazio e a corrente transitória de magnetização), pois

nesta condição não há perdas na transformação de energia (perdas por efeito Joule, perdas no

ferro do transformador e não há fluxo). “O fluxo alternado, no núcleo, determina uma perda

devido aos fenômenos de histerese, correntes parasitas e saturação magnética do ferro”. [5]

Tais perdas podem ser facilmente explicadas pela lei de Faraday, que define que, se o

núcleo de um transformador é sujeito a um fluxo de tensão alternada, nele serão induzidas

forças eletromotrizes.

Fig.15: circuito equivalente para ensaios em vazio

Fonte: Pinto, Joel Rocha- Conversão Eletromecânica de Energia- 1a Edição, São Paulo,

Biblioteca 24 horas, 2011.



- voltímetro;

- amperímetro;

-Wattímetro

- Fonte de corrente alternada variável;

Determinação das perdas no núcleo

26

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Com os experimentos possíveis realizados na faculdade podemos verificar algumas

características das ligações trifásicas bem como a determinação das polaridades dos

transformadores. Não foi possível no primeiro momento realizar outros ensaios com a

supervisão do orientador devido à falta de instrumentação adequada no laboratório.

DETERMINAÇÃO DAS POLARIDADES

A polaridade é importante para garantir o correto sentido de corrente, ou seja, para que

entre as outras bobinas (em um sistema trifásico) estejam no mesmo sentido. Caso uma delas

esteja invertida, o campo magnético irá se impor em sentido contrário, sendo assim as tensões

ficarão desequilibradas.

ESQUEMA ELÉTRICO:

Fig.16: Ligação para um transformador monofásico.

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


RESULTADOS DA LEITURA:

1° TRANSFORMADOR: 345 V (entre H2 e terminal lado de baixa).

2° TRANSFORMADOR: 341 V (entre H2 e terminal lado de baixa).

Assim observamos que o 1° transformador foram enrolados em sentido opostos as

expiras do primário e secundário bem como no segundo e terceiro transformador.

27

CONCLUSÃO

Ao final do trabalho conseguimos afirmar que:

Com a montagem da estação de banco de transformadores juntamente com o

conhecimento adquirido em sala de aula, nos possibilitou uma melhor compreensão da

matéria de Conversão de Energia que aborda este tema de maneira relevante e como podemos

utilizar os transformadores para diferentes tipos de ligações bem como adequá-los a

necessidade do momento, compreendendo quais as vantagens e desvantagens para diferentes

tipos de ligações que flexibilizam um banco de transformadores monofásicos.

Acreditamos que está estação de banco de transformadores para ligações trifásicas, será

um importante instrumento didático do laboratório de Conversão de Energia, que irá

beneficiar as futuras turmas do curso de engenharia elétrica.

28

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


[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.

universidade do vale do paraÍba univap …biblioteca.univap.br/dados/000014/000014f0.pdffonte:...

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