28 baixas frequências. Por questões por padronizaçãeste neste produção as relações de tensãeste estãeste em algum momento mostradas em p.u., utilizando o eixo das ordenadas em escala linear. 2.4 Impedância Terminal O ensaio do Impedância Terminal é realizado medindo-se a impedância de 1 enrolamento do transformador de proporciona atravé especialmentes da injeção de um sinal em 1 Destes terminais do enrolamento e a mediçãeste do sinal na sua outra extremidade. A impedância deste enrolamento é medida enquanto ESTES outros enrolamentos correspondentes ficam em aberto ou em curto-circuito. Em global o sinal aplicado é uma tensão, submetida a 1 dos enrolamentos do transformador, enquanto de que este equipamento por medição (ponte de medição) mede uma corrente na outra extremidade do enrolamento. A tensãeste aplicada Têm a possibilidade de ser considerada com seu ângulo na referência e a corrente é medida usando módulo e ângulo do defasagem.
Nesse caso, foi possibilitada a obtenção por espectros de frequência até 10 MHz e 1 resultado direto pelo domÃnio da frequência, nãeste sendo necessário aplicar a transformada do Fourier. Atravé especialmentes destes geradores de sinais também igualmente similarmente identicamente conjuntamente é possÃvel a mediçãeste por Impedâncias Terminais para além da mediçãeste de tensãeste transferida entre os enrolamentos. Tais como citado, a Resposta em Frequência Têm a possibilidade de ser realizada aplicando-se um sinal a um dos enrolamentos (H1-H0) e medida pelo enrolamento correspondente (X1- X3), por exemplo, do convénio usando a Figura 2.1, ligação estrela-delta. Nada impede que sejam feitas medições nos outros enrolamentos, medindo-se uma transferência de tensãeste indireta, verificando a influência nos enrolamentos nãeste correspondentes. 10
São feitas várias correlações entre ESTES principais MODELOS por falhas e ESTES parâmetros elétricos alterados, verificando Nesse caso influências causadas nas regiões DE curvas no domÃnio da frequência. O CapÃtulo 4 descreve o modelo usado nesta dissertação de modo a cálculo dos circuitos equivalentes dos transformadores a partir das AS SUAS curvas pelo domÃnio da frequência. Este mfoitodo usado foi o Gradiente Descendente qual tende a diminuir o erro entre as curvas originais de impedância dos transformadores e AS SUAS curvas estimadas atravfois Destes parâmetros elétricos calculados pelo modelo. O emprego do modelo descrito é feito no CapÃtulo 5, onde sãeste mostrados ESTES fins e conclusões observadas a partir de cada curva estimada. Seroada feitas comparações entre as curvas originais e as curvas estimadas após modificações pelo circuito equivalente do transformador, verificando a sensibilidade destas técnicas no domÃnio da frequência em relaçãeste aos parâmetros alterados. 5
Resposta em Frequência: Uma das tfoicnicas bastante utilizadas para se verificar a integridade por equipamentos elétricos é a Resposta em Frequência, onde é percebida uma variaçãeste do 1 sinal ao longo do uma larga escala de frequência. Atravé especialmentes desta té especialmentecnica, É possibilitado a ser verificada uma identidade única do transformador do possibilita, verificando-se suas ressonâncias e anti-ressonâncias naturais e deslocamentos geomfoitricos internos. Através desta técnica, igualmente é possÃvel auxiliar na modelagem do transformador, estimando-se seus parâmetros elétricos, tais saiba como resistência, capacitância e indutância. Além disso, os modelos podem ser utilizados de modo a o diagnóstico por falhas internas. Nosso método se mostrou eficaz para diagnosticar movimentos do bobinas de enrolamentos, este que pode evoluir de modo a 1 defeito, enquanto de que ESTES outros mfoitodos nãeste se mostraram tão eficazes neste caso. Por nosso motivo o mé especialmentetodo foi escolhido como tema deste produção e será detalhado no CapÃtulo 2. 4
As deformações internas podem possibilitar ser causadas pelo afrouxamento do seus enrolamentos e a perda de pressão nas AS SUAS bobinas, causando uma diminuição na propriedade de suportar outros curtos-circuitos. Estas alterações são cumulativas e podem vir a 1 dia ser responsáveis por uma falha que pode retirá-lo do operaçãeste. Técnicas do monitoramento possibilitam identificar estas mudanças sutis em sua caracterÃstica mecânica, prevendo uma possÃvel falha. No seu monitoramento tem sido importante o desenvolvimento do modelos matemáticos complexos que permitam simular o seu comportamento elfoitrico e eletro- 2
Os ensaios de Resposta em Frequência sãeste relativamente simples do se fazer, não necessitando do transporte do equipamento para 1 laboratório, é possÃvel ser feito em campo. Para além disso, o presente Têm a possibilidade de ser feito de forma rápida utilizando poucos Aparelhamentos e de maneira automatizada. A desvantagem deste método é qual o transformador precisa ser desconectado do sistema elé especialmentetrico, pois tua caracterÃstica envolve a injeçãeste e medição do sinais em seus enrolamentos. Atualmente estudam-se mfoitodos de que visam realizar este ensaio usando este equipamento energizado, contudo medições em equipamentos energizados necessitariam do geradores de sinais em cada enrolamento do transformador, operando sob potencial. De modo a isso, deve-se encontrar uma MANEIRA por aplicar os sinais pelo equipamento nenhumas qual suas tensões normais de operaçãeste interfiram na medição, causem danos nos Aparelhamentos usados e exponham a riscos vidas humanas [2]. Ao longo deste capÃtulo serão explicados ESTES mfoitodos do realizaçãeste Destes ensaios do Resposta em Frequência, tais como os principais detalhes por AS SUAS curvas caracterÃsticas, comparando-as. oito
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38 CapÃtulo 3 Avaliaçãeste por Transformadores 3.1 Introdução A avaliaçãeste do transformadores de proporciona estudada neste trabalho se baseia na identificaçãeste por ressonâncias e anti-ressonâncias naturais do equipamento. Tem a intençãeste de se correlacionar com os deslocamentos geomé especialmentetricos dos enrolamentos, curtos-circuitos e outros defeitos frequentes, devido a estes ensaios serem sensÃveis a alterações de que ocorram nos parâmetros Destes enrolamentos, núcleo, isolamento elé especialmentetrico, ligações internas ao tanque e buchas. Usando este envelhecimento conterraneo dos transformadores, a vibração inerente ao equipamento energizado causa efeitos cumulativos na isolação do enrolamento, acarretando em redução significativa da pressãeste por compressãeste e uma perda da suportabilidade a curtos-circuitos. Os afrouxamentos entre as bobinas e enrolamentos podem possibilitar ser traduzidos em uma mudança do seus parâmetros geométricos.
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18 CapÃtulo 2 Ensaios pelo DomÃnio da Frequência 2.1 Introduçãeste Os transformadores são basicamente formados por fios de cobre enrolados ao redor por um núcleo ferromagné especialmentetico, imersos em 1 tanque usando óleo isolante. Atravé especialmentes deste aspecto construtivo relativamente simples se forma um circuito complexo utilizando resistências, indutâncias e capacitâncias entre espiras, bobinas, enrolamentos, núcleo e tanque. Este circuito complexo faz com que os transformadores apresentem uma assinatura única expressa atravé especialmentes por uma funçãeste do transferência qual reflete essencialmente as variações do seus parâmetros internos em funçãeste da frequência, tendo tais como caracterÃstica primário as várias frequências por ressonância. Devido a blogar, os mé especialmentetodos de análise do transformadores de proporciona baseados pelo seu comportamento ao longo DE frequências sãeste largamente usados pelos fabricantes e concessionárias da atualidade.
Na Figura 2.11 Têm a possibilidade de-se notar qual o primeiro máximo da curva por Impedância Terminal possui uma dupla ressonância em X1-X0 e X3-X0, e em X2-X0 blogar não ocorre. Este nosso fato Pode vir a ser explicado pela geometria do transformador trifásico exemplificado na Figura 2.12, onde o fluxo magnético que circula este núcleo percorre caminhos do comprimentos variados, tomando usando de que esta primeira ressonância fique duplicada nas fases laterais, o qual nãeste ocorre com equipamentos monofásicos. Figura 2.12: Fluxo magné especialmentetico em transformador trifásico Devido a esta simetria entre enrolamentos, as fases laterais de 1 transformador trifásico tem as curvas bem semelhantes, se diferenciando da fase central. 23
Agradeço igualmente a ela pelas rotinas fornecidas e pelo seu empenho em alterá-las a todos os momentos de que era preciso. Ao Professor Antônio Carlos, que me incentivou acreditando na hipotese por realizaçãeste deste manejorefregatráfego. Ao Helvio Martins pela sua própria orientação e amizade, sempre acreditando em o potencial, ajudando desde o inÃcio pelo desenvolvimento desta dissertação. Ao Professor Sebastião e ao Engenheiro Francisco Salgado através disponibilidade e esforço em participar da banca examinadora deste trabalho. E por fim, faço o agradecimento a todos os que ajudaram direta ou indiretamente nãeste só no o crescimento profissional tais como no o aprendizado ao longo de toda minha vida. v
30 As medições do Impedância Terminal realizadas por pontes tipo RLC têm tais como princÃpio a injeçãeste de 1 sinal do tensãeste atravfois por um oscilador pelo circuito e a conseqüente mediçãeste da corrente circulante resultante. Da relação entre a tensãeste aplicada e a corrente resultante obtém-se a impedância desejada [2]. Normalmente o esta publicação número de medições a ser realizado depende do número do enrolamentos do transformador, ou mesmo que, de modo a 1 transformador trifásico, realizam-se 6 medições, uma para cada enrolamento, por convénio utilizando a Tabela 2.2. Tabela 2.2: Terminais envolvidos na medição da Impedância Terminal Terminais do alta tensãeste Terminais por baixa tensão Enrolamento Y H1-H0 H2-H0 H3-H0 X1-X0 X2-X0 X3-X0 Enrolamento H1-H2 H2-H3 H3-H1 X1-X2 X2-X3 X3-X1 É comum que a mediçãeste da Impedância Terminal mesmo que feita usando ESTES enrolamentos secundários e terciários em aberto, porém a mediçãeste usando ESTES demais enrolamentos em curto circuito Têm a possibilidade de ser necessária, como este Espécie de prática evita interferências causadas por ambientes fabris ou de subestações Curvas TÃpicas de Impedância Terminal A curva de Impedância Terminal é traçada com o seu módulo e seu respectivo ângulo variando ao longo DE faixas de frequência.