AULA07 -CONVERSÃO ELETROMECANICA

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CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA
Circuitos trifásicos Transformadores de tensão e corrente
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Vamos concentrar nossos estudos no sistema de transmissão de energia, pois essa é a parte do Sistema Elétrico de Potência (SEP) que demanda uma atenção enorme dos engenheiros e técnicos das empresas responsáveis por esses sistemas.
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Esse fato se dá por causa das dimensões das redes de transmissão, muitas vezes bem mais longas do que as de distribuição e também pelo fato da energia envolvida nesse sistema ter um valor muito maior do que nos sistemas de distribuição de energia elétrica.
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Para que você possa dimensionar corretamente os TPs e TCs do sistema de transmissão de energia, primeiramente você precisa estudar alguns conceitos sobre transformadores, como, por exemplo, os transformadores de múltiplos enrolamentos.
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Nesses transformadores, o secundário pode ser conectado a dois ou mais circuitos isolados entre si e alimentar cargas distintas.
Com essa configuração, tem-se vantagens econômicas, comparando com a utilização de dois transformadores, no caso de se substituir o transformador em questão.
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Vamos tratar agora de transformadores em circuitos trifásicos. Como o sistema de geração-transmissão-distribuição de energia elétrica é trifásico, ou seja, é composto por três fases, os transformadores a serem utilizados nesses sistemas também precisam ser trifásicos.
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Uma vez que o SEP, que compreende a geração, a transmissão e a distribuição de energia elétrica é trifásico, ou seja, tem três fases, os transformadores utilizados nas subestações e nos sistemas de distribuição primários e secundários de energia também são trifásicos. Eles têm três enrolamentos primários e, no mínimo, três enrolamentos secundários.
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Uma característica do sistema trifásico “equilibrado” é o fato de que as três tensões de fase têm o mesmo valor máximo, mas são defasadas de 120 graus elétricos umas das outras. A Figura do próximo slide mostra as três tensões citadas anteriormente.
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Uma outra característica do sistema trifásico é a sequência de fases, ou seja, a ordem em que os picos das tensões das fases aparecem no sistema, quando representados graficamente. A sequência de fases pode ser abc (positiva) ou acb (negativa).
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É a sequência de fases que irá, por exemplo, definir o sentido de rotação de um motor de indução.
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Os três enrolamentos primários deste transformador são alimentados pelas tensões trifásicas primárias, que podem estar agrupadas em estrela ou triângulo. O agrupamento em estrela tem um ponto em comum e algumas características de tensões e correntes de linha e de fase, como mostra a próxima figura.
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Vab = √3.V e o ângulo de defasagem entre elas é de 30o. Portanto, para o agrupamento em estrela, as tensões de linha são √3 vezes maiores do que as de fase.
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em que: Ica , Iab e Ibc são correntes de fase;
Ia , Ib e Ic são correntes de linha;
Vab , Vbc e Vca são tensões de fase e de linha.
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Para esse agrupamento temos as seguintes relações: as tensões de linha e de fase são iguais.
Já as correntes, aplicando a Lei de Kirchhoff para correntes no nó a, temos: Ia = √3.I e o ângulo de defasagem entre as duas correntes é de −30o. Assim sendo, para o agrupamento em delta, a corrente de linha é √3 vezes maior do que a corrente de fase (I).
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Vamos, agora, analisar os transformadores de tensão, ou Transformadores de Potencial (TP) e os Transformadores de Corrente (TC). Esses dois instrumentos são utilizados para medição de tensão e corrente elétricas em sistemas em que o valor dessas grandezas elétricas são diferentes dos valores nominais de leitura dos equipamentos constituintes dos sistemas de medição de energia e de proteção.
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O Tp é usado para medições de tensão. Sua relação de espiras entre o primário e o secundário garantem segurança já que é ajustada para os níveis dos equipamentos de medição. 
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O Tc pode ter um ou mais enrolamentos no seu
secundário, como mostrado na Figura
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Classe de exatidão dos TCs
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Um transformador de corrente tem a relação: 160/5A e está conectado a um amperímetro que tem a escala de medição indo de 0 a 10A e está indicando uma corrente de 4,25A. Calcule a corrente que circula no enrolamento primário do TC.
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