Análise e validação experimental de um modelo de transformador de potência para estudos de transitórios eletromagnéticos de alta frequência
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Date
2024-04-27Primeiro coorientador
Gastaldini, Cristiane Cauduro
Primeiro membro da banca
Garcia, Enoque Dutra
Segundo membro da banca
Ramos, Maicon Jaderson Silveira
Metadata
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O presente trabalho apresenta uma metodologia para construir um modelo computacional de
transformador de potência no âmbito de estudos de transitórios eletromagnéticos de alta frequência.
Estes eventos transitórios são investigados como potenciais causadores de falhas internas
em transformadores de potência. Decorrentes tanto do surgimento de sobretensões internas
quanto a falhas dielétricas entre as camadas dos enrolamentos. A representação de transformadores
através de modelos permite simular situações pertinentes à distribuição de tensão nos
enrolamentos do equipamento, para este fim, são apresentadas técnicas para determinar parâmetros
do transformador analiticamente. A construção do circuito elétrico do modelo proposto
utiliza-se de linguagem descritiva estruturada (netlist) sendo uma ferramenta importante na automação
do processo de simulação. A automação desenvolvida no processo de gerar o modelo
computacional e realizar a simulação no programa de transientes eletromagnéticos permite verificar
rapidamente os impactos quando da alteração em algum parâmetro de projeto do transformador
de potência. Para fins de comparação entre resultados teóricos e práticos é utilizado
um transformador protótipo que pré-dispõe de pontos de medição ao longo dos enrolamentos
para coletar a forma de onda do transitório observado em cada um dos discos do equipamento.
Os resultados laboratoriais possibilitam análises sobre o desempenho do modelo computacional
proposto, bem como sugerem correções para aprimorar a precisão da modelagem. Na condução
dos ensaios laboratoriais, utilizou-se um gerador de impulsos repetitivos configurado para
gerar o impulso padrão (1,2/50μs). Esse impulso é então utilizado para alimentar o modelo
computacional, garantindo assim a consistência na metodologia de comparação dos resultados.
A modularidade do transformador protótipo permite verificar a precisão do modelo para diferentes
formas construtivas de enrolamentos de forma a abranger a diversificação empregada em
campo atualmente. É apresentada uma análise qualitativa para alguns discos presentes no transformador protótipo montado sob configuração específica no ambiente laboratorial.
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