Ensaios_Transformadores

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Ensaios em Transformadores
Métodos de Ensaio
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IEC: 60076 −−−− Power Transformers
ANSI/IEEE: C57.12 −−−− Transformers Standard
NBR 5356 – Transformadores de Potência
1) Medida da resistência elétrica dos enrolamentos
2) Medida da relação de transformação (ou relação de tensões)
3) Medida da resistência do isolamento
4) Verificação da polaridade (em transf. 1φ); ou deslocamento 
angular e sequência de fases (em transf. 3φ)
Ensaios de Rotina em Transformadores
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angular e sequência de fases (em transf. 3φ)
5) Medida das perdas (ensaio a vazio e ensaio em carga)
6) Medida da corrente de excitação
7) Medida da impedância de curto-circuito
8) Ensaios dielétricos (ou de isolamento)
- Tensão aplicada (Vaplicada, fN, 60 seg)
- Tensão induzida (2VN, 2fN – 60seg)
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Perdas de Potência nos 
Transformadores
1) Perdas no núcleo ou perdas no ferro ou perdas a vazio
2) Perdas no material dos enrolamentos ou perdas em carga ou 
perdas no cobre.
 Além da elevação de temperatura, a ABNT também 
estabelece as perdas máximas para transformadores de 
distribuição imersos em óleo, em função da potência, do 
número de fases e da tensão do primário. ( NTC COPEL)
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Perdas no núcleo
(são devidas às perdas por histerese e 
correntes parasitas)
 As perdas no núcleo existem desde que o transformador esteja 
ligado à rede elétrica e são devidas às características 
magnéticas dos materiais empregados na sua fabricação e se 
caracterizam por praticamente não variarem com a carga 
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caracterizam por praticamente não variarem com a carga 
solicitada do transformador.
 Essas perdas dependem dos materiais utilizados, principalmente 
das chapas de ferro silício. Os transformadores mais modernos 
apresentam menores perdas devido ao desenvolvimento 
tecnológico na fabricação das chapas de ferro e aos projetos 
mais bem elaborados.
 Perdas na resistência ôhmica dos enrolamentos: são perdas 
que surgem pela passagem de uma corrente (I) por um 
condutor de determinada resistência (R); estas perdas são 
representadas pela expressão I2R e dependem da carga 
aplicada ao transformador;
Perdas em carga ou Perdas em bobina
aplicada ao transformador;
 Nos transformadores modernos, as perdas nos enrolamentos 
à plena carga, ou seja, quando se está solicitando do 
transformador sua potência nominal, são em média três vezes 
superiores às perdas no núcleo.( http://www.copel.com)
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Ensaio a vazio
Ensaios no Transformador
Obtenção dos parâmetros do circuito equivalente
Dois ensaios normalizados 
permitem obter as quedas de 
tensão, as perdas e os 
parâmetros do circuito parâmetros do circuito 
equivalente do transformador
Ensaio em curto-circuito
Em ambos tipos de ensaio, medem-se as tensões, as 
correntes e a potência ativa. A partir dessas medições é 
possível calcular os parâmetros do circuito equivalente 
com todos os seus elementos e as perdas.
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Ensaio do Transformador a Vazio
Condições de 
ensaio:
• Secundário em 
circuito aberto.
• Tensão a frequên-
cia nominal.
 
φφφφ I1=I0 I2=0 
V1 V2N 
W A 
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Nota.- o ensaio a vazio na prática é realizado pelo lado de
Baixa Tensão (B.T.) do transformador
Valores medidos
Rc e Xm
Resultados do 
ensaio
Perdas no ferro
Tensão nominal V1N
Corrente em vazio I0
Parâmetros do circuito
W
A
V1
Ensaio do Transformador a Vazio
Condições de 
ensaio:
• Secundário em 
circuito aberto.
• Tensão a frequên-
cia nominal.
 
φφφφ I1=I0 I2=0 
V1 V2N 
W A 
A queda de 
tensão em Z1
é desprezível
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0I
'
2 =1I
cImI
φI
2
2Xja 2
2Ra1
jX
1
R
1Z 2
2 Za
m
jX cR 21 EaE = 2Va1V
0a/I2 =
φ= II1
|I|%5|I| N≤φ
cia nominal.
Como obter os valores de 
Temos que:
Iφ = I0 = Corrente a vazio 
Vvz = Tensão aplicada (Vnominal)
Pvz = Pnúcleo = Potência ativa medida
a circuito aberto (a vazio)
2V 2V
Rc e Xm
φ= II1
cImI
φI
m
jX cR1Nvz VV =
c
2
vz
núcleo
R
V
P =
φ= IVS vz
 P-S Q 2
vz
2=
10
vz
2
vz
c
P
V
R =
Q
V
X
2
vz
m =
vz
vz
V
I
Y =φ
também
2
c
2
m
R
1
Y
1
X






−
=
φ
Ensaio do Transformador em Curto-circuito
 
φφφφ I1N I2N 
V1 V2=0 
W A 
Condições de ensaio:
• Secundário em 
curto-circuito
• Tensão muito 
reduzida no 
primário
• Corrente nominal 
Sendo a tensão de ensaio reduzida, o fluxo magnético será bem pequeno 
no núcleo então as perdas no ferro serão desprezíveis Pnúcleo≈f(Bmax)
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Valores medidos
Req e Xeq
Resultados do 
ensaio
• Corrente nominal 
I1N e I2N.
Perdas em bobina
Tensão em curto-circuito Vcc
Corrente nominal I1N
Parâmetros do circuito
W
A
V1
Ensaio do Transformador em Curto-circuito
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Nota.- o ensaio do curto circuito na prática é realizado pelo
lado de Alta Tensão (A.T.) do transformador
Como obter os valores de Req e Xeq
N1 II =
'
2X
'
2R1
jX
1
R
1Z
'
2Z
ccV '
21eq RRR +=
'
21eq XXX +=
−
φ ≈ 0I
1
'
2 II ≈
 R- ZX 2
eq
2
eqeq
=
13
2
cc
cobre
eq
I
P
R =
cc
cc
eq
I
V
Z =
Temos que:
Vcc = Tensão de curto-circuito
Pcc = Pcobre=Potência medida no ensaio de curto-circuito
Icc = corrente de curto-circuito (corrente nominal)
Os seguintes dados foram obtidos para um transformador 1φ de
2,5 MVA; 50Hz; 19,1kV:3,81kV nos ensaios a 50Hz.
 Tensão 
(V) 
Corrente 
(A) 
Potência 
(kW) 
Enrolamento BT com terminais 
AT em circuito aberto 
3810 9,86 8,14 
Enrolamento AT com terminais 
920 141 10,3 
Exercício 05
(a) Calcule os parâmetros do circuito equivalente L referido ao
enrolamento de AT do transformador.
(b) Calcule os parâmetros do circuito equivalente L referido ao
enrolamento de BT do transformador.
(c) Se o transformador trabalha a plena carga, determine a
potência ativa dissipada no transformador.
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Enrolamento AT com terminais 
BT em curto-circuito 
920 141 10,3