This dissertation proposes a modeling methodology for Inductive and Capacitive Voltage Transformers (IVT and CVT) for high-frequency electrical transients analysis, up to 3 MHz. The model construction starts from the VT s sweep frequency test, carried out by a commercial Sweep Frequency Response Analyzer (SFRA) with special connections, in order to obtain its short-circuit Admittance Matrix. The SFRA is designed for another purpose, to detect displacement of windings or fault in the magnetic core of power transformers based on voltage transfer analysis. Therefore, due to this fact, the measured data needs to be corrected and recalculated, through and external routine, to adequately represent the proper and mutual admittance values of the Matrix. After its correction, the Admittance Matrix serves as input data to the Matrix Fitting method, a frequency-response approximation tool by means of modified rational functions, which is part of the Vector Fitting (VF) routine, freely available for non-commercial purposes in MATLAB®. The results are an approximated rational function, in state-space or pole-residue model, and a RLC equivalent network proper to be used in electromagnetic transients analysis software, such as the Alternative Transients Program (ATP). The models validation is accomplished based on the comparison between the transient responses of the created model, through simulation in ATP/EMTP, and the IVTs and CVTs laboratory tests when both are submitted to a step function excitation. / Esta dissertação propõe uma metodologia para a modelagem de Transformadores de Potencial Indutivos (TPIs) e Capacitivos (TPCs) para estudos de transitórios eletromagnéticos em altas frequências, na ordem de até 3 MHz. A obtenção dos modelos inicia através do ensaio de varredura em frequência dos TPs utilizando um Sweep Frequency Response Analyzer (SFRA) comercial por meio de conexões especiais de modo a obter as Matrizes de Admitâncias de curto-circuito. Os fabricantes do SFRA projetaram este equipamento com outro objetivo, o da realização de estudos de transferência de tensão, para detectar possíveis deformações mecânicas ou falhas internas em transformadores de potência. Desse modo, os dados obtidos dessa medição necessitam ser corrigidos e recalculados, através de uma rotina externa, a fim de representar adequadamente os valores das admitâncias próprias e mútuas desta Matriz. Uma vez corrigida, essa Matriz de Admitâncias servirá como entrada para inicializar o método do Ajuste Matricial (Matrix Fitting), que é uma ferramenta fundamental para aproximação da resposta em frequência por funções racionais modificadas que integra a rotina de Ajuste Vetorial, disponível livremente para fins não comerciais no MATLAB®. Como resultado, são obtidas sua função racional aproximada, em modelos de espaço de estados ou de polo-resíduo, e uma rede RLC equivalente complexa, propícia para o uso direto em programas de análises de transitórios eletromagnéticos, como o Alternative Transients Program (ATP). A validade dos modelos criados foi verificada por meio da comparação das respostas transitórias dos equivalentes gerados, através de simulações no EMTP/ATP, com os ensaios feitos em laboratório e em campo em TPIs e TPCs quando submetidos a uma excitação com uma função degrau.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/8577 |
| Date | 13 November 2015 |
| Creators | Camargo, Matheus de Castro |
| Contributors | Cardoso Junior, Ghendy, Mariotto, Lenois, Kanashiro, Arnaldo Gakiya, Marchesan, Tiago Bandeira |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 500, 300, 500, 300, 500, eed4f55e-1a74-47ce-afc0-4daa8655d8a3, 102d8658-8795-44dc-80fa-c23a9aab2937, e2579a5c-2361-4baa-865c-9ad319308a4e, ff105059-f44d-44a8-86cb-fac331c95257, 698c67cc-6cf6-4d69-9e33-e75f90da49f0 |
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