Transformador Real
Ensaio de curto-circuito e circuito aberto
Transformador real
Ensaio de curto-circuito e circuito aberto
São dois ensaios, ensaio de curto-circuito e circuito aberto, que são realizados
com objetivo de determinar os elementos que compõe o circuito elétrico
equivalente para o transformador real.
Ensaio circuito aberto (em vazio) permite obter as perdas no núcleo, as perdas
suplementares e os parâmetros do ramo de magnetização do circuito equivalente
Ensaio em curto circuito permite determinar as perdas no cobre, queda de tensão
interna, impedância, resistência e reatância percentuais.
Transformador real
Ensaio de Circuito Aberto
Neste ensaio aplica-se a um dos enrolamentos a sua
tensão nominal e mede-se a potência, a corrente e a
tensão de saída.
Permite obter as perdas
no núcleo e dos
parâmetros do ramo de
magnetização.
Com o secundário em aberto, aplique tensão nominal ao primário e meça:
- Potência de circuito aberto (PCA)
- Corrente de circuito aberto (ICA)
- Tensão de circuito aberto (VCA).
- A corrente será então reduzida, de 2 a 6 % do valor nominal, o que permite
desprezar as perdas nos enrolamentos.
R1
X1
Obs: No ensaio
em vazio Rp e
Xp são
desprezados
Rf
Xm
Transformador real
Ensaio de Circuito Aberto
Com este procedimento é possível determinar os parâmetros a vazio, que dizem
respeito ao núcleo:
YCA: admitância (inverso
da impedância);
São obtidos através dos ensaios:
- Potência de circuito aberto (PCA)
- Corrente de circuito aberto (ICA)
- Tensão de circuito aberto (VCA).
Gf: condutância (considera a perda de
potência no núcleo por histerese e
correntes parasitas), [Ω-1];
Bm: suscetância (considera o
armazenamento de energia), [Ω-1];
Através de calculos encontramos:
YCA
I CA

VCA
Gf 
1
Rf 
Gf
PCA
V 2 CA
Bm  YCA  G f
Xm 
2
1
Bm
2
Rf: perdas no ferro, [Ω];
Xm: reatância de magnetização, [Ω].
R1
X1
Rf
X
m
Transformador real
Permite obter a
resistência efetiva (RCC) a
reatância de dispersão
(XCC).
Ensaio de Curto Circuito
Neste ensaio é conveniente aplicar a tensão ao
enrolamento de alta tensão.
Com o secundário curto-circuitado (V↓), aplicar corrente nominal ao primário
através de uma fonte de tensão reduzida (1 a 6% da tensão nominal).
Com este procedimento são medidos:
- Corrente de curto circuito (ICC),
- Tensão de curto-circuito (VCC)
- Potência de curto circuito (PCC).
- Neste ensaio, o fluxo magnético do núcleo é bastante baixo e pode ser desprezado.
R1
X1
R2
X2
Transformador real
Ensaio de Curto Circuito
Com este procedimento é possível determinar a resistência efetiva (RCC) a reatância
de dispersão (XCC)
São obtidos através dos ensaios:
- Potência de circuito aberto (PCC)
- Corrente de circuito aberto (ICC)
- Tensão de circuito aberto (VCC).
R1, R2: resistência das bobinas, [Ω];
X1, X2: indutância de dispersão, [Ω].
Através de calculos encontramos:
Z CC
PCC
VCC
RCC 

2
I CC
I CC
R1  R2 
RCC
2
X CC  Z CC  RCC
X CC
X1  X 2 
2
2
2
R1
X1
R2
X2
Transformador real
Video no you tube
http://www.youtube.com/watch?v=ZMuwAPSYYbM
Transformador real - Desempenho do
transformador
Características de Placa
O fabricante de uma máquina elétrica indica normalmente nas características de
placa as condições de operação normal do transformador. Uma característica
típica de placa pode ser:
Transformador 4400/220V, 10kVA, 60Hz
Nessas informações são incluídas
- Frequencia que o o transformador trabalha;
- Tensões eficazes nominais das duas bobinas, sendo que qualquer uma pode ser o
primário ou secundário;
- Usando qualquer lado como secundário a saída nominal será 10kVA, o que é
importante para avaliar a corrente máxima permitida.
Transformador real - Desempenho do
transformador
Regulação de Tensão
A maioria das cargas conectadas ao secundário dos transformadores são
projetadas para funcionarem com tensão constante.
Entretanto, à medida que corrente é fornecida à carga, a tensão nos terminais do
transformador cai devido à queda de tensão na impedância interna do
transformador.
Uma variação grande de tensão é indesejável para a maioria das cargas.
Para reduzir a variação de tensão na saída do transformador, este deve ser
projetado com uma pequena impedância interna.
Transformador real - Desempenho do
transformador
Regulação de Tensão
Para calcular a regulação de tensão é utilizado a seguinte equação:
RT 
V2 SC  V2CC
.100
V2 SC
Onde:
RT: Regulação de Tensão;
V2SC: tensão no secundário sem carga
V2CC: tensão no secundário com carga.
Transformador real - Desempenho do
transformador
Rendimento do transformador
Transformadores são projetados para funcionar com eficiência elevada.
Assim sendo, um transformador bem projetado pode ter eficiência tão elevada
quanto 99%. A eficiência do transformador é dada pela equação:
P2
 (%) 
.100
P2  PPERDAS
Transformador real - Desempenho do
transformador
Transformadores em Paralelo
Muitas vezes, devido a um acréscimo da energia consumida pela planta industrial,
há a necessidade da instalação de transformadores adicionais para suprir este
acréscimo de consumo, de modo que as novas unidades são instaladas em
paralelo com a unidade já existente, constituindo o que chamamos de um banco
de transformadores em paralelo.
A ligação de duas ou mais unidades transformadoras em paralelo é uma
importante aplicação para estes equipamentos.
Esta ligação é feita para aumentar a confiabilidade de fornecimento de energia,
aumentar a potência do sistema elétrico ou até mesmo para facilitar as operações
de manutenção no sistema.
Transformador real - Desempenho do
transformador
Transformadores em Paralelo
Abaixo mostra o esquema para uma subestação industrial típica com dois
transformadores.
Entrada
Disj 1
Trafo 1
Disj 3
Trafo 2
Disj 2
Disj 4
Saída
No caso de um defeito no transformador 1, ou devido à necessidade de uma
operação de manutenção de rotina, é possível atuar nos disjuntores D1 e D2,
retirando o referido transformador do circuito, mantendo ainda a condição de
fornecimento de energia.
Transformador real - Desempenho do
transformador
Transformadores em Paralelo
Existem duas condições essenciais para que dois ou mais transformadores possam
ser colocados em paralelo:
1.
Possuir a mesma relação de transformação
2. Pertencer ao mesmo grupo de defasagem angular.
Existe uma condição que não é essencial, porém desejável. Esta condição é que os
transformadores que serão colocados em paralelo possuam a mesma impedância
percentual. A razão é que se as impedâncias percentuais não forem iguais um
transformador irá fornecer mais potência do que o outro.
Fim