Modelo termo-hidráulico em regime permanente para parte ativa de transformadores de potência validado por instrumentação óptica
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Data
2023-11-23Primeiro membro da banca
Calil, Wilerson Venceslau
Segundo membro da banca
Feil, Dion Lenon Prediger
Terceiro membro da banca
Luz, Mauricio Valencia Ferreira da
Quarto membro da banca
Falcão, Carlos Eduardo Guex
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Devido à importância do transformador de potência para os sistemas de energia elétrica,
projetistas estão constantemente buscando por melhorias na sua performance térmica e,
consequentemente, no prolongamento da sua vida útil. Uma vez que a composição do papel
isolante é à base de celulose, a qual tem o seu envelhecimento e degradação acelerados sob altas
temperaturas durante a operação do transformador, o papel se torna o fator dominante na sua
expectativa de vida. Para manter as temperaturas dentro dos limites estipulados por normas, são
necessários um projeto térmico eficiente e um monitoramento das condições operativas. Nesse
sentido, este trabalho propõe um modelo termo-hidráulico para determinação da distribuição
detalhada das temperaturas internas da parte ativa de transformadores de potência em regime
permanente. A partir das dimensões construtivas e dados operacionais do transformador, e com
uma rápida resposta de processamento, o modelo constrói redes de resistências hidráulicas e
térmicas que, acopladas, determinam: (i) a distribuição das vazões de óleo por entre os canais
de passagem no núcleo e enrolamentos, e (ii) a distribuição das temperaturas nos canais de óleo,
no papel isolante e nas espiras que compõem os discos dos enrolamentos, além da temperatura
ao longo das colunas, culatras e junções do núcleo magnético. O modelo é validado através de
medições de temperatura por sensores de fibra óptica em ensaios de elevação de temperatura
de um transformador protótipo e um transformador de campo. Verificada sua acuracidade, o
modelo proposto se mostra uma ferramenta precisa para determinação e análise dos
comportamentos hidráulico e térmico da parte ativa de transformadores. Com uma modelagem
genérica e de simples aplicação, o modelo atende as necessidades da indústria, podendo analisar
as temperaturas de transformadores já em operação para fins de gerenciamento de ativos e
auxílio na tomada de decisões, bem como no projeto térmico de novos equipamentos,
contribuindo para uma redução de custos, economia de materiais e aumento da performance
térmica, prolongando sua vida útil.
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