Orientador: Prof. Dr. Thales Sousa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2017. / Os transformadores de potência são elementos essenciais de um sistema elétrico de potência. Há anos, os transformadores de potência a seco vêm sendo amplamente utilizados, uma vez que este tipo de transformador, comparados aos transformadores a óleo, possuem menores dimensões, necessitam de menos manutenção e são recomendados para instalações internas que exigem segurança e confiabilidade, além de agredirem menos o meio ambiente. Um dos principais parâmetros de interesse no projeto e operação de transformadores é a temperatura, uma vez que ela interfere no envelhecimento da isolação do enrolamento e, consequentemente, na sua vida útil. Portanto, a medida de temperatura em um transformador é de particular interesse dos fabricantes e clientes com o objetivo de prolongar a expectativa de vida dos transformadores. Nesse sentido, o presente trabalho utilizou um termovisor, sensores de temperatura e um analisador trifásico de energia para realizar medidas em campo e coletar os valores de temperatura e de grandezas elétricas de um transformador de potência trifásico a seco de 500 kVA, que está em uso na Universidade Federal do ABC (UFABC). Com as medidas obtidas, assim como dados aproximados das características dos materiais empregados e dimensões do transformador, foi proposto, através da utilização da equação de difusão de calor, tendo como condições de contorno as equações de convecção e radiação, a obtenção da distribuição de temperatura de transformadores por meio da realização de um estudo térmico utilizando o método dos elementos finitos. O estudo foi realizado utilizando o software livre FEMM (Finite Element Method Magnetics) que utiliza um espaço cartesiano de duas dimensões (2D), no qual foi possível descrever a geometria da estrutura a ser simulada e aplicar a análise por elementos finitos. Com isso, comparou-se as medidas realizadas em campo com os valores obtidos no modelo proposto. Os resultados das simulações numéricas apresentaram concordância com os valores obtidos em campo. / Power transformers are essential elements of an electric power system. For years, dry-type power transformers are widely used, since this type of transformer, compared to oil transformers, are smaller in size, require less maintenance and are recommended for indoor installations that require safety and reliability, and less damage to the environment. One of the main parameters of interest in the design and operation of transformers is the temperature, since it interferes in the aging of the insulation of the winding and, consequently, its useful life. Therefore, the temperature measurement in a transformer is of particular interest to manufacturers and customers, to prolong the life expectancy of transformers. Thus, with the use of a thermal imager, temperature sensors and a three-phase power analyzer, measurements were made on site and the temperature and electrical values of a three-phase dry-type power transformer of 500 kVA, in use were collected At the Federal University of ABC (UFABC). With the data of the measurements, such as approximate data of the characteristics of the materials used and dimensions of the transformer, it was possible to propose, through the use of the heat diffusion equation, having as boundary conditions the convection and radiation equations, obtaining the temperature distribution of transformers by conducting a thermal study using the finite element method. Such study was performed using FEMM (Finite Element Method Magnetics) software that uses a two dimensional cartesian space (2D), in which it was possible to design the structure to be simulated and to apply the finite element analysis. Thus, the measurements performed on site were compared with the values obtained in the proposed model. The results of the numerical simulations presented agreement with the values obtained on site.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:107016 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Torin, Lucas Ribeiro |
| Contributors | Sousa, Thales, Capovilla, Carlos Eduardo, Dietrich, Álvaro Batista |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 101 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=107016&midiaext=74809, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=107016&midiaext=74808, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=107016 |
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