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Transformadores

Transformadores. Corrente eléctrica alternada Electromagnetismo Transformadores Máquinas corrente contínua Máquinas corrente alternada Outras máquinas. f. 230 V 50 Hz. Transformador – o que é ?. 10 kV. 150 / 220 / 400 kV. 400 V. 60 / 15 kV. Necessidade de transformadores. S = V I.

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Presentation Transcript

  1. Transformadores • Corrente eléctrica alternada • Electromagnetismo • Transformadores • Máquinas corrente contínua • Máquinas corrente alternada • Outras máquinas

  2. f 230 V 50 Hz Transformador – o que é ?

  3. 10 kV 150 / 220 / 400 kV 400 V 60 / 15 kV Necessidade de transformadores S = V I DP = RI2 P2 =P1 – DP P1 V2 = V1 - DV DV = RI V1

  4. f I1 I2 + + • I dirigindo-se para um ponto => F produz f na mesma direção • Polaridade da tensão induzida

  5. V2 N1 e2 e1 V1 N2 ~ Se V1 sinusoidal: f = fmaxcos(w t) Valor eficaz: (Boucherot) e1 = ? Lei Lenz-Faraday : e2 = ?

  6. I2 V2 I1 N2 N1 V1 • Pjoule = 0 • =  ffuga = 0 Phisterese = 0 Peddy = 0 P1 = P2 Q1 = Q2 S1 = S2 I1 I2 V1 V2 Trf IDEAL : h = 100% P = V I cos j P1 = ... P1 = P2 rt = ... P2 = ... Trf ideal – cos j1 = cos j2

  7. R1 X1 R2 X2 RC Xm Transformador ideal Transformador real Perdas no ferro (Foucault+Histerese) Transf. ideal + Perdas Dispersão magnética Perdas de Joule (resistência enrolamentos) I0 RC: perdas (Joule) ferro Xm: reactância de magnetização R1, R2: resistência das bobines X1, X2: inductância de dispersão

  8. SN = V1N I1N = V20 I2N V20 Z = R + j XL aquecimento Limitação de I (1 ou 2) > 10 kVA , < 10 MVA < 10 kVA > 10 MVA

  9. P1 P2 PCu PFe Pe Ph Perdas P = V.I.cosj PJ = R.I2 Bm - valor máx da densidade de fluxo f - frequência Ke - constante(depende do tipo de material e da espessura das lâminas) Kh - constante

  10. Rendimento e factor de carga h(%) 100 cos j2 2/3

  11. I1N V20 V2  0 ~ I1cc I2N V1N ~ V1cc Vazio Relação transformação Consumo corrente em vazio I0 Factor potência Atenção: se Trf elevador  V2  Proteger secundário: pessoas circuitos eléctricos instrumentação terras . . . Curto circuito Corrente curto circuito I2cc Perdas Cobre Resistência equivalente Impedância equivalente Reactância equivalente Outros ensaios: - isolamento - aquecimento (espectrógrafo) - rigidez dieléctrica - . . .

  12. SN V20 VCC % - 5 Ex: Trf 110 / 35 kV VCC % = 5 I2N = 9 kA (ensaio CC) V1CC = 5% V1N = 0,05 x 110.000 = 5.500 V I2N = 9.000 A V1N = 110.000 V I2CC = 20 x I2N = 20 x 9.000 = 180 kA 110.000 = 20 x 5.500 Corrente de curto circuito Ensaio CC - V1CC ( I2N ) V1CC I2N V1N I2CC

  13. Convenções Letra maiúscula – tensão mais elevada Letra minúscula – tensão menos elevada Y y D d Z z ide,m para a forma de ligação dos enrolamentos: Transformador elevador D y Transformador redutor Y z n

  14. YD YY DY DD • Menor isolamento • Neutro  2 tensões • Menor secção (condutores) • Pode manter 2 fases Ligação em “zig-zag” YZ • Fluxos c sentidos contrários (mesma coluna) • Permite desiquilibrio de cargas  repartição em 2 fases

  15. A B C A B C A’ B’ C’ A’ B’ C’ a b c a b c a’ b’ c’ a’ b’ c’ Tensão mais elevada 12 VA VA 9 3 Va Vb Vc 6 Tensão menos elevada Vc Vb VC VB VC VB Va 1 hora = 30º Tensões / Índice horário / Curto circuito 12 kV Indíce horário não igual 400 V Paralelo: apenas se indíce horário igual Y y 0 Y y 6 Desfazamento da tensão Primária com Secundária

  16. N1 VP N2 VS Autotransformador • Alteração de tensões reduzidas • Mais barato (1 único enrolamento) • Não isola primário do secundário • Havendo quebra em N2 : VP = VS

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