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Previous issue date: 2010 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Os materiais amorfos vêm ganhando grande espaço na indústria de transformadores,
devido às baixas perdas no núcleo, visto que estes possuem um ciclo de histerese mais estreito
quando comparados com os núcleos tradicionais de aço silício. Entretanto, seu custo ainda
tem sido um grande fator para pouca inserção deste tipo de equipamento nos sistemas
elétricos de potência. Estudos sobre o custo/benefício em termos técnicos de desempenho e
robustez devem ser considerados quando se deseja projetar transformadores que utilizam esse
tipo de material. A grande contribuição deste trabalho encontra-se na análise do desempenho
do transformador de núcleo amorfo diante de curtos-circuitos, visto que tais falhas neste
equipamento ocasionam redução da receita, não apenas por gastos com manutenção, mas
também porque a concessionária deixa de vender seu produto, energia elétrica, além de poder
estar sujeita a penalidades por parte dos órgãos de regulação do setor elétrico. Quando em
condições de curto-circuito os enrolamentos dos transformadores ficam submetidos a esforços
mecânicos, produzidos por forças de Lorentz, essas forças surgem como resultado do fluxo
produzido pelos próprios condutores em paralelo que transportam corrente na mesma direção.
Diante disso, estudar o comportamento eletromagnético do transformador é fundamental para
obtenção de tais forças. Para o desenvolvimento deste trabalho, utilizou-se o software Finite
Element Method Magnetics (FEMM). Esta ferramenta se baseia no método de elementos
finitos para realizar os cálculos das magnitudes eletromecânicas e, consequentemente, o
cálculo das forças atuando nas espiras, as quais permitem realizar os cálculos dos esforços
mecânicos. Por fim, este trabalho aborda a aplicação da ferramenta FEMM para o cálculo de
esforços mecânicos e simulação do comportamento eletromagnético de um transformador de
distribuição. / The amorphous materials are becoming broadly used in transformers industry, due to
the low losses in its core, since they have a hysteresis loop narrower compared to the
traditionals cores of silicon steel. However, its cost of these materials is a great factor against
its use in electric power systems. Study the cost / benefit in terms of technical performance
and robustness must be considered when we want to design transformers which use this
material type. The main contribution of this work is the performance analysis of the
transformer in short-circuits, since the equipment failures cause a reduction in revenue, not
only for expenses maintenance, but also because the concessionaire does not sell its product,
electric energy, and it could be submitted to penalties by regulatory agency in the electricity
sector. Under short-circuit conditions, the windings of transformers are submitted to
mechanical efforts produced by Lorentz forces, these forces arise as a flux result produced by
conductors in parallel that carry current in the same direction. In this case, study the
electromagnetic behavior of the transformer is essential for obtaining such forces. To develop
this work, the software Finite Element Method Magnetics (FEMM) was used. This tool is
based on the finite element method in the calculations of the electromechanical magnitudes
and, consequently, the calculation of forces acting in the spires, which allow the calculations
of the strain. Finally, this paper deals with the application of the FEMM tool to calculate the
mechanical effort and the simulation of the electromagnetic behavior of a distribution
transformer.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/2619 |
| Date | 21 May 2010 |
| Creators | FONSECA, Wellington da Silva |
| Contributors | NUNES, Marcus Vinícius Alves |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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