Relatório Experiência 2 (Cópia em conflito de Jacqueline Urban 2014 03 10)(1)

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CONDIÇÕES 
PARA 
OPERAÇÃO 
DE 
TRANSFORMADORES
Laboratório de Conversão Eletromecânica de Energia – Experiência 2
Livia Lisandro Judice Godoy - 110073797 
Marcos Cesar Rocha Filho - 110073577
Sabrina Caputi Guimarães – 110073878
Objetivo
Identificar as condições de isolamento e continuidade dos enrolamentos, ocorrência de tapes e determinar de polaridade dos transformadores para montagem e operação com os mesmos.
Fundamentos Teóricos
	Condições de Operação de um Transformador
	Primeiramente, deve-se observar se a estrutura de isolamento do tranformador está em condições de suportar as tensões que para ele foram determinadas e se a parte dos condutores está apta a suportar as correntes estabelecidas. Caso ambas ocorram, o tranformador está em condições de operação.
Estrutura dos enrolamentos
O segundo passo importante é conhecer um pouco melhor os enrolamentos do transformador. É preciso verificar a continuidade dos enrolamentos e depois representa-los em um diagrama esquemático, para melhor visualização.
Este passo também é importante para identificar possíveis defeitos no enrolamento e para verificar a existência de tapes.
Isolamento
O teste de isolamento é importante para verificar se os enrolamentos do transformador estão isolados do núcleo e entre si. Esse procedimento será explicado posteriormente.	
Outra questão é o isolamento entre espiras que é feito por bandagem. As espiras encontradas do lado de fora do núcleo e as mais internas devem possuir material isolante ou estarem embebidas em verniz isolante. 
Identificação dos Tapes
Para identificar, ou muitas vezes apenas conferir, a existência de tapes devemos aplicar uma pequena tensão aos pares mais extremos de um enrolamento e medir a tensão de cada par de terminais. 	
Montar um diagrama esquemático ajuda na visualização da sequência de tapes.
Determinação da Polaridade dos Transformadores
O método que será utilizado para a determinação da polaridade será o Método de Corrente Alternada:
Aplica-se tensão alternada adequada aos terminais de tensão superior (caso 1) e depois entre os terminais adjacentes (caso 2).	
Se a primeira leitura for menor que a segunda, a polaridade é subtrativa em caso contrário é aditiva. 
Nas ilustrações temos, respecti- vamente o caso 1 e o caso 2.
Ligação de Transformadores Monofásicos em Bancos
Todos os transformadores monofásicos utilizados nas montagens a seguir tem polaridade subtrativa, caso fossem de polaridade aditiva, bastaria efetuar as ligações de maneira invertida.
Ligação Y-Y (estrela-estrela)
Ligação Δ-Δ (delta-delta)
Ligação Δ-Y (delta-estrela)
 
Polaridade dos Transformadores Trifásicos
A polaridade de um transformador trifásico é determinada para cada par correspondente de bobina, procedendo-se como um transformador monofásico.
Execução
Identificação visual do transformador
Teste de continuidade dos enrolamentos
Mediu-se a resistência entre os terminais identificados, chegando-se a seguinte tabela:
	TERMINAIS MEDIDOS
	RESISTÊNCIA
	1-2
	0,6 Ω
	1-3
	0,7 Ω
	1-4
	0,8 Ω
	1-5
	1,3 Ω
	1-6
	1,5 Ω
	1-7
	2,0 Ω
	1-8
	∞
	1-9
	∞
Portanto, conclui-se que os terminais 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 fazem parte do mesmo enrolamento, enquanto que os terminais 8 e 9 constituem outro enrolamento.
Diagrama esquemático dos tapes do transformador
Verificação das relações de tensão:
Aplicou-se uma tensão de 20.9 V, e mediu-se as seguintes tensões nos terminais:
	Terminais Medidos
	Tensão
	1-2
	10,4 V
	1-3
	12,5 V
	1-4
	14,6 V
	1-5
	16,7 V
	1-6
	18,8 V
	1-7
	20,9 V
Verificação de Aterramento
Para este teste utilizou-se um megger de 500 V, que não dá exatamente o valor da resistência, porém garante um limite inferior para a medida. Assim, chegou-se a seguinte tabela:
	Terminais
	Resistência
	1 -> 2
	>35 MΩ
	1-> GND
	>20 MΩ
	2 -> GND
	>50 MΩ
Constatou-se, portanto, que a menor resistência encontrada é aquela medida do primário para a núcleo, pois ela está mais perto do núcleo. Analogamente, a maior resistência de isolamento é aquela medida do secundário para a núcleo, pois é uma composição da resistência de isolamento do primário em relação ao núcleo, mais a sua em relação ao enrolamento primário. Vale ressaltar que normalmente o enrolamento do primário fica por dentro para reduzir a dispersão.
Pode-se usar a seguinte relação para verificar se o isolamento do transformador está de acordo com as normas:
Onde:
E – Classe de Isolamento (kV)
P – Potência do trafo em kVA
F – freqüência
R - MΩ
Sendo o trafo de 1kVA, pode-se utilizar a classe de isolamento de 500 ou 1000 V. Será usado a classe de 1000 V, para se ter segurança. Substituindo o valor de P = 1kVA na fórmula, conclui-se que o valor mínimo de segurança é muito menor do que o valor encontrado na realidade, o que indica que o trafo pode ser utilizado sem maiores problemas.
Determinação da Polaridade do Transformador
Foi utilizado o Método da Corrente Alternada. Primeiramente, ligou-se em série as bobinas, através da conexão dos terminais 9 e 7. Mediu-se na fonte a entrada de 39,6 V. Nos terminais de entrada do transformador, notou-se uma pequena variação, medindo-se 40,1 V. Medindo a tensão entre os terminais 1 e 7, isto é, de com a relação de transformação de 1:1, mediu-se 39,6 V. Medindo-se a tensão entre os terminais 8 e 1, isto é, a entrada e saída do trafo, mediu-se o valor de 3,5 V. Nota-se portanto, que trata-se da polaridade subtrativa. Apenas para confirmar, mediu-se a tensão dos terminais 9 e 8, chegando ao valor de 79,5 V, confirmando a hipótese inicial.
Construção do Banco Trifásico
Abaixo temos uma foto da montagem:
Para se construir o banco trifásico, utilizou-se 3 trafos utilizados por 3 bancadas diferentes, fez-se as ligações em Y-Y e utilizou-se o terminal de 50%, com a tomada fornecendo 220 V de linha. Vale atentar para o fato de que um dos trafos utilizados (o verde) tem polaridade aditiva, então deve ser ligado ao contrário dos outros 2, que têm polaridade subtrativa.
O banco trifásico tem relação de transformação 1:1. Então, cada enrolamento é alimentado com 110 V. Cada trafo tem a relação 220V:220V, então, utilizando-se o terminal de 50% obtém-se 127 V fase-neutro. Com isso, o banco trifásico apresenta a relação de transformação 1:2, e a tensão de saída pode chegar a 450 V.
Realizando-se as medições nos enrolamentos primários e secundários das sequências a-b-c, chegou-se aos seguintes valores:
	Tensões
	Primário
	Secundário
	a-n
	124 V
	248 V
	b-n
	125 V
	250 V
	c-n
	124 V
	250 V
	a-b
	218 V
	438 V
	b-c
	217 V
	437 V
	c-a
	217 V
	438 V
Notou-se, portanto, que o banco está equilibrado, e há apenas um pequeno desequilíbrio na rede.
A seguir, trocou-se a polaridade do enrolamento secundário, e mediu-se os seguintes valores:
	Tensões
	Secundário
	a-n
	249 V
	b-n
	251 V
	c-n
	250 V
	a-b
	250 V
	b-c
	438 V
	c-a
	252 V
Portanto, conclui-se que a mudança de polaridade causou um desequilíbrio no banco. Se a conexão fosse Y-Δ, seria formado um curto e problemas maiores surgiriam.
Material Utilizado
Três transformadores monofásicos 1kVA 220/220V com tapes de 50%, 86% e 100%.
Um transformador monofásico 1kVA 110/2x110V.
Fonte monofásica 110V AC.
Fonte trifásica 220V AC.
Uma pilha 1,5V.
Um megger 500V.
Um voltímetro DC de 3V, zero central.
Uma chave monopolar com fusível.
Uma chave tripolar com fusíveis.
Fios para ligação.
Discussão:
Conclusão:
Bibliografia