FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / The harmonic pollution in distribution systems has increased significantly due to the widespread use of nonlinear loads. The current and voltage harmonics deteriorate the power quality supplied by feeders and compromise the efficiency of the equipments connected to the electric network. These equipments require a sinusoidal waveform to ensure its suitable functioning, as in the case of transformers. Its performance and mainly the protection depend largely of the insulation of the windings, which is closely related to the operating temperature. Concerning this, this work proposes a study on energy efficiency, whose main aim is to investigate the transformer heating in the presence of harmonics. It is presented comparative measurements between the increasing of temperature caused a 10kVA three-phase dry-type transformer when submitted to sinusoidal voltages and currents and nonsinusoidal. Later a comparison was made between experimental results and the simulations obtained from a 3D model of the same transformer developed in the software COMSOL Multiphysics. It was observed that the higher harmonic current distortion, the higher temperature at the core, and especially in the coils. While in the case of supply voltage with interharmonic and subharmonic, the impact on transformer heating become much more pronounced in relation to the cases in which their supply voltage is sinusoidal or contains harmonics of the 3rd, 5th and 7th orders. The errors checked between the measurements and the results of simulations were considered acceptable. With the refinement of the model, will be possible use it in order to predict the temperature spectrum of transformers at the begining of the design, mainly in nonlinear conditions of operation. / A poluiÃÃo harmÃnica em sistemas de distribuiÃÃo tem aumentado significativamente devido ao uso generalizado de cargas nÃo lineares. HarmÃnicos de corrente e tensÃo deterioram a qualidade da energia fornecida pelos alimentadores e comprometem a eficiÃncia dos equipamentos conectados à rede elÃtrica. Estes equipamentos necessitam de uma forma de onda senoidal para garantir seu funcionamento adequado, como à o caso dos transformadores. Seu desempenho e principalmente a proteÃÃo dependem, em grande parte, do isolamento dos enrolamentos, o qual està intimamente relacionado com a temperatura de operaÃÃo. Concernente a isso, este trabalho propÃe um estudo sobre eficiÃncia energÃtica, cujo principal objetivo à investigar o aquecimento do transformador na presenÃa de harmÃnicos, apresentando mediÃÃes comparativas entre o aumento da temperatura causada em um transformador a seco trifÃsico de 10~kVA quando submetido a correntes e tensÃes senoidais e nÃo senoidais, e, posteriormente, uma comparaÃÃo entre os resultados experimentais e os de simulaÃÃes obtidas a partir de um modelo 3D do mesmo transformador desenvolvido no emph{software} COMSOL emph{Multiphysics}. Verificou-se que quanto maior a distorÃÃo harmÃnica de corrente, mais elevada à a temperatura no nÃcleo, e sobretudo nas bobinas. Enquanto que para tensÃo de alimentaÃÃo com inter-harmÃnico e sub-harmÃnico o impacto no aquecimento do transformador tornou-se bem mais acentuado em relaÃÃo a casos nos quais sua tensÃo de alimentaÃÃo à senoidal ou contÃm harmÃnicas de 3Â, 5 e 7 ordens. Os erros verificados entre as mediÃÃes e os resultados de simulaÃÃes foram considerados aceitÃveis. Com o refinamento do modelo, serà possÃvel empregÃ-lo a fim de prever o espectro de temperatura de transformadores em fase de projeto, principalmente sob condiÃÃes nÃo lineares de operaÃÃo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:10465 |
| Date | 20 November 2015 |
| Creators | Danielle Cristinny Leite e Silva |
| Contributors | Francisco KlÃber de AraÃjo Lima, Tobias Rafael Fernandes Neto, Ricardo Silva Thà Pontes, Marcus RogÃrio de Castro |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia ElÃtrica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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