Relatório Conversão Eletromecânica - Polaridade de Transformadores

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Universidade da Integração
Internacional da Lusofonia
Afro-Brasileira
Instituto de Energias e Desenvolvimento Sustentável
Curso de Engenharia de Energias
Laboratório de Conversão Eletromecânica
Polaridade De Transformadores
Aluno:Antonio Edvay de Oliveira Lima
Professor orientador: Humberto Ícaro Pinto Fontinele
ACARAPE
2018
Universidade da Integração
Internacional da Lusofonia
Afro-Brasileira
Instituto de Energias e Desenvolvimento Sustentável
Curso de Engenharia de Energias
Relatório
Relatório apresentado ao Curso de Engenharia de Ener-
gias da Universidade da Integração Internacional da
Lusofonia Afro-Brasileira como parte dos requisitos
para obtenção de aprovação na Disciplina de Laboratório
de Conversão eletromecânica
Aluno:Antonio Edvay de Oliveira Lima
Professor orientador: Humberto Ícaro Pinto Fontinele
ACARAPE
2018
Sumário
1 Apresentação 1
2 Objetivos 2
3 Procedimento 3
4 Resultados e Discussões 4
5 Questionário 7
6 Conclusão 8
Bibliografia 8
1 Apresentação
Determinar a polaridade de um transformador é basicamente identificar em
um determinado instante quais são seus terminais positivos e negativos, essa pola-
ridade depende do sentido de enrolamento das bobinas do primário e secundário
e podem ter sentidos concordantes ou discordantes, se os sentidos de enrolamento
forem concordantes, o transformador terá polaridade subtrativa, se os sentidos
forem discordantes o transformador terá polaridade aditiva.
Existem alguns métodos para determinar a polaridade de um transformador,
segundo a ABNT os mais indicados são o método do golpe indutivo com corrente
contı́nua e método da corrente alternada, por sua simplicidade o método utilizado
nessa prática será o método da corrente alternada
Nesse método aplica-se uma tensão alternada nos terminais de alta tensão
(caso 1) e posteriormente, entre os terminais adjacentes (caso 2) e mede-se a
tensão em ambos os casos utilizando um voltı́metro, se a primeira tensão for maior
que a segunda o transformador é subtrativo, caso contrário, o transformador será
aditivo.
Figura 1: Método da corrente alternada
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2 Objetivos
• Conhecer os métodos para determinar a polaridade de transformadores
monofásicos.
• Determinar a polaridade relativa entre duas bobinas.
• Definir a marcação dos terminais.
• Observar a importância da polaridade nas ligações trifásicas.
• Analisar o defasamento angular nos transformadores trifásicos.
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3 Procedimento
Inicialmente efetuou-se a determinação da polaridade dos transformadores
de bancada, para isso utilizou-se o método da corrente alternada, inicialmente
conectou-se o transformador das duas formas indicadas na figura 1, em ambos os
casos aplicou-se 110 V e mediu-se a tensão como mostra a figura 1.
Após isso, deu-se inı́cio a segunda etapa do procedimento experimental, a
montagem de bancos trifásicos a partir de três transformadores monofásicos, Se-
guindo as imagens da prática e as orientações do professor, montou-se quatro
diferentes bancos trifásicos em duas configurações diferentes, ∆ − Y e Y-Y, e
em ambas as montagens, modificou-se a polaridade de um dos transformadores e
anotou-se em todos os casos as tensões de linha no lado de alta e baixa tensão.
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4 Resultados e Discussões
1◦ Etapa: Determinação da polaridade do transformador Seguindo os procedi-
mentos descritos na prática efetuou-se a determinação da polaridade do transfor-
mador através do método da corrente alternada, no primeiro caso, a tensão medida
foi 74,5 V e no segundo caso foi de 47,5V. Com base nos valores medidos, nota-se
que houve uma diminuição de tensão do primeiro para o segundo caso, esse fato
indica que o transformador é aditivo.
2◦ Etapa: Montagem do banco trifásico O primeiro banco trifásico foi mon-
tado conforme mostra a figura 2:
Figura 2: Ligações do Banco Trifásico
Caso 1:
Na figura da alı́nea (a) foi realizada a conexão Y-Y no transformador utili-
zando as polaridades indicadas e mediram-se as respectivas tensões de linhas,
seus valores estão indicados na tabela abaixo.
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Tabela 1: Tensões de linha dos bancos trifásicos
Vab Vbc Vca
15,9 14,9 15,5
Como podemos notar, os valores medidos são parecidos para as três fases, o
valor das tensões de linhas podem ser calculados com base na relação de espiras,
visto que ambos os transformadores estão na mesma configuração, nesse cálculo
utilizou-se as relações nominais de tensão do transformador como relação de es-
piras:
V 2 =
75
110
24
= 16V
Nota-se que os valores medidos se assemelham ao valor teórico.
Caso 2:
Na alı́nea (b) foi feita uma inversão da bobina B no primário do transformador,
com isso pode-se ver que as tensões no primário não serão simétricas, os dados
estão indicados na tabela 2.
Tabela 2: Tensões de linha dos bancos trifásicos
Vab Vbc Vca
16,2 15,3 16,8
Ao modificar a polaridade da bobina B, percebe-se uma redução no valor da
tensão de linha Vab e Vbc . Assim sendo, pode-se inferir que houve uma alteração
na condição de tensão sobre o bobinamentos B. Ao compararmos o valor da tensão
de linha medido com o da tensão na fase B notamos que eles são aproximadamente
iguais, isso pode ser explicado pelo fato de termos invertido a polaridade da fase
B.
V b =
100
4, 5
√
3
=
24, 5√
3
= 14, 1V ≈ V ab ≈ V bc
Essa inversão muda o sentido da tensão no secundário, ou seja, a maior tensão está
no centro de estrela enquanto que haverá tensão nula na saı́da do bobinamento. Ao
se realizar aferição da tensão de linha Vab e Vbc, o que se obtém a diferença de
potencial entre o neutro e as fases A e C.
Caso 3:
Nessa etapa os transformadores foram ligados na configuração dela- estrela,
nesse modo temos que nos terminais de alta a tensão de linha é a mesma de fase,
110 V, essa tensão é refletida ao secundário com base na relação de espiras, mas
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como o secundário está em estrela, a tensão de linha é
√
3 vezes a tensão de fase,
desse modo temos:
V 2 =
74, 5
110
4,5
√
3 = 16, 25V
Os valores de tensão de linha medidos estão na tabela 3:
Tabela 3: Tensões de linha dos bancos trifásicos
Vab Vbc Vca
27,2 25,7 25,4
Caso 4: Na alı́nea (d) foi feita uma inversão da bobina B no primário do transfor-
mador, com isso pode-se notar que as tensões medidas não foram simétricas, os
dados estão indicados na tabela 4.
Tabela 4: Tensões de linha dos bancos trifásicos
Vab Vbc Vca
26,8 26,7 25,8
Semelhante ao caso 2, inverteu-se a a polaridade da bobina B, ao realizar essa
inversão percebe-se uma redução no valor da tensão de linha Vab e Vbc. Assim
sendo, podese inferir que houve uma alteração na condição de tensão sobre o
bobinamentos B. Ao compararmos o valor da tensão de linha medido com o da
tensão na fase B notamos que eles são aproximadamente iguais, isso pode ser
explicado pelo fato de termos invertido a polaridade da fase B.
V b =
100
4, 5
√
3
=
24, 5√
3
= 14, 1V ≈ V ab ≈ V bc
Diferente do caso 2, o cálculo da tensão de fase não leva em consideração o
fator
√
3 pois o primário se encontra em delta.
Essa inversão muda o sentido da tensão no secundário, ou seja, a maior tensão
está no centro de estrela enquanto que haverá tensão nula na saı́da do bobina-
mento. Ao se realizar aferição da tensão de linha Vab e Vbc, o que se obtém a
diferença de potencial entre o neutro e as fases A e C.
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5 Questionário
1. Explique o porquê da necessidade do voltı́metro
O voltı́metro é usado para evitar que a ligação delta do secundário fosse
curto circuitada. Isso se torna necessário porque um curto circuito no se-
cundário leva a um valor elevadı́ssimo de corrente, com observância aos
ensaios de curto-circuito de transformadores, onde uma tensão de 10 a 15%
do valor nominal já acarretava na corrente nominal do secundário.
2. Qual a vantagem de se ter transformadores com polaridade subtrativa.
Eles são vantajosos pois possuem umparalelismo entre eles, facilitando a
manutenção e a segurança por produzirem correntes menores.
3. Que se entende por defasamento angular nos transformadores?
O defasamento ira depender da diferença de espiras entre os transformado-
res primário e secundários e o tipo de ligação.
4. Em que situação é importante se conhecer o defasamento angular de
um transformador? Conhecer o defasamento angular de um transforma-
dor é importante quando se deseja trabalhar com transformadores em pa-
ralelo, nessa condição é imprescindı́vel que os transformadores conectados
possuam o mesmo defasamento angular.
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6 Conclusão
Nessa prática foi utilizado o método da corrente alternada para determinar a
polaridade do transformador disponı́vel na bancada. Além disso, foi também reali-
zado vários testes que confirmaram a polaridade do transformador e a importância
da polaridade nas ligações trifásicas.
E, como era esperado, os resultados não foram conflitantes sendo que o trans-
formador era do tipo aditivo.
Bibliografia
ALMEIDA, A. T. L.; PAULINO, M. E. C. Manutenção de transformadores de potência. Curso de
Especialização em Manutenção de Sistemas Elétricos – Unifei, 2012
Apostila do curso de Eletrotécnica geral - 6. Transformadores,J.R. Cardozo, M.R Gouvêa EPUSP
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