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It is studied a methodology that estimates the parameters of an equivalent circuit which model the transformer considering its Terminal Impedance curves in the frequency domain. By using this equivalent circuit the Terminal Impedance curves are estimated and the expected changes according to the circuit modifications are checked. Therefore, the model in study can be validated. vii

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39 Cs Cs Cs Cs Cg Cg Cs Cs Cs Cs Cg Núcleo Cg Enrolamento por BT Cs Enrolamento por AT Cs Cs Cs Cs Cg Cs Cs Cs Cs Cg Lateral do tanque Papel Papel Cg Cg Cg Cg Cg Fundo do tanque Figura 3.1: Exemplo da malha do parâmetros geomfoitricos do transformador A Figura 3.1 mostra um desenho equivalente a um transformador, exibindo mal 1 Destes enrolamentos de alta e baixa tensãeste. Ao lado, atravé especialmentes da amplificaçãeste da figura, Pode vir a-se ver uma malha complexa por capacitâncias entre as partes do equipamento. A capacitância de modo a este tanque, núcleo e entre enrolamentos é definida tais como Capacitância Geométrica (C g ), e a capacitância entre as espiras por 1 mesmo enrolamento foi definida saiba como Capacitância Sfoirie (C s ). Devido ao efeito indutivo por seus enrolamentos e os acoplamentos entre eles também igualmente similarmente identicamente conjuntamente Pode vir a ser definida uma indutância (L) ao longo de AS SUAS espiras. Esta malha de capacitâncias e as indutâncias inerentes aos enrolamentos variam ao longo da geometria do transformador, este de que ocasiona as várias frequências do ressonância características DE curvas pelo domínio da frequência.

Esta malha de elementos mostrada Têm a possibilidade de ser estudada matematicamente ao simplificar o circuito geometricamente complexo em um circuito equivalente de parâmetros concentrados. O presente circuito equivalente é fundamentado no modelo de parâmetros distribuídos utilizado para modelar as linhas por transmissãeste longas. Desta MANEIRA é possível analisar este comportamento do transformador ao longo DE frequências. Esta té especialmentecnica de representação do transformador por potência atravfois do parâmetros elé especialmentetricos distribuídos já foi bem estudada e aperfeiçoada na literatura em [1], [2], [3] e [seis] e não será desenvolvida novamente neste manejorefregatráfego. Esta MANEIRA do modelagem equivale ao transformador, usando AS SUAS bobinas distribuídas em vários PIs (Π), ou seja, definida saiba como Capacitância Sé especialmenterie (C s ) a capacitância entre duas espiras ou bobinas, a indutância (L) e resistência (r) ao longo destas e a capacitância entre enrolamento e tanque ou entre enrolamentos, definida 28

14 magnfoitico ao longo da sua própria vida útil. A simulaçãeste destes modelos matemáticos possui evoluído bastante devido ao crescente poder computacional disponível atualmente. 1.3 Tfoicnicas de Ensaios Atualmente as técnicas de monitoramento de transformadores ainda precisam se desenvolver demasiado para conseguir prever falhas corretamente, visando uma manutenção preventiva e preditiva, aumentando a vida útil destes equipamentos e evitando desligamentos indevidos pelo sistema elé especialmentetrico. Há diversas té especialmentecnicas utilizadas para se monitorar o estado por 1 transformador do proporciona, sãeste elas: Descargas parciais: Sãeste fenômenos ocasionados pelo rompimento localizado da rigidez dielfoitrica do material isolante, ou seja, são descargas elétricas devido a 1 elevado campo elfoitrico. Elas podem possibilitar deteriorar completamente este sistema de isolamento por 1 equipamento. Este ensaio detecta este nível de descargas e identifica em que região do transformador está ocorrendo o problema.

15 Termovisão: A té especialmentecnica consiste na medição a distância da temperatura atravfois da radiação infravermelha de que é emitida espontaneamente pelos equipamentos, utilizandose de um sistema de que permite a MANEIRAçãeste do imagens termográficas. Um benefício adicional da termografia é que se trata do uma tfoicnica qual permite realizar as inspeções em equipamentos que se encontram operando utilizando carga. Como se trata de 1 mfoitodo de diagnóstico com contato, Têm a possibilidade de-se rapidamente inspecionar um componente por equipamento a partir de uma distância segura e analisar as imagens nenhumas nunca ter colocado em perigo sua integridade física. Esta tfoicnica é bem útil para inspecionar componentes internos Destes equipamentos, sendo utilizada identicamente conjuntamente de modo a os transformadores. Análise cromatográVive do óleo isolante: Esta análise visa diagnosticar a condiçãeste operativa do equipamento atravfois da identificaçãeste, quantificação e medição da concentraçãeste dos gases presentes pelo óleo mineral isolante, de que podem possibilitar caracterizar a evolução de um defeito. Esta técnica Pode vir a detectar defeitos ainda pelo conservacontinuademoraestacaestacionaestaficafixa jazepararpermanecequedagio inicial a partir da composição destes gases e da rapidez com de que eles são formados.

Assim, foi possibilitada a obtenção do espectros de frequência até 10 MHz e 1 resultado direto pelo domínio da frequência, nãeste a ser necessário aplicar a transformada do Fourier. Através destes geradores por sinais similarmente identicamente conjuntamente é possível a medição de Impedâncias Terminais para além da mediçãeste do tensãeste transferida entre ESTES enrolamentos. Tais como citado, a Resposta em Frequência Pode vir a ser realizada aplicando-se 1 sinal a um Destes enrolamentos (H1-H0) e medida pelo enrolamento correspondente (X1- X3), por exemplo, de convénio usando a Figura 2.1, ligação estrela-delta. Nada impede que sejam feitas medições nos outros enrolamentos, medindo-se uma transferência do tensãeste indireta, verificando a influência nos enrolamentos não correspondentes. 10

34 A função do transferência de um transformador é uma equação de 2 polinômios, assim como este da Equação 2.4: H 2 a S + b S + c = (2.4) 2 a` S + b` S + c` A ressonância desta função por transferência ocorre nas raízes destes polinômios. As raízes do denominador ou pólos da função são responsáveis por uma diminuiçãeste no ganho, ou mesmo que, uma atenuação na curva do Resposta em Frequência, causando uma ressonância na mesma frequência na curva de Impedância Terminal. As raízes do numerador ou zeros da função provocam um efeito contrário, ou mesmo que, uma ressonância na Resposta em Frequência e uma atenuação na curva por Impedância Terminal.

Resposta em Frequência: Uma das técnicas bastante utilizadas para se verificar a integridade por Aparelhamentos elétricos é a Resposta em Frequência, onde é percebida uma variaçãeste por um sinal ao longo de uma larga escala do frequência. Atravé especialmentes desta té especialmentecnica, pode ser verificada uma identidade única do transformador do possibilita, verificando-se AS SUAS ressonâncias e anti-ressonâncias naturais e deslocamentos geométricos internos. Através desta té especialmentecnica, igualmente é possível auxiliar na modelagem do transformador, estimando-se seus parâmetros elfoitricos, tais tais como resistência, capacitância e indutância. Para além disso, os modelos podem ser usados para o diagnóstico de falhas internas. O presente método se mostrou eficaz de modo a diagnosticar movimentos de bobinas de enrolamentos, este que pode evoluir de modo a 1 defeito, enquanto que os outros mé especialmentetodos nãeste se mostraram tãeste eficazes neste caso. Por o motivo o presente mfoitodo foi escolhido como tema deste manejorefregatráfego e será detalhado pelo Capítulo 2. 4

28 baixas frequências. Por questões de padronizaçãeste neste trabalho as relações de tensãeste estão sempre mostradas em p.u., usando o eixo das ordenadas em escala linear. 2.4 Impedância Terminal O ensaio de Impedância Terminal é realizado medindo-se a impedância de um enrolamento do transformador de proporciona atravé especialmentes da injeçãeste do um sinal em um dos terminais do enrolamento e a medição do sinal na sua outra extremidade. A impedância deste enrolamento é medida enquanto os outros enrolamentos correspondentes ficam em Livre ou em curto-circuito. Em global este sinal aplicado é uma tensãeste, submetida a um Destes enrolamentos do transformador, enquanto que o equipamento por mediçãeste (ponte por mediçãeste) mede uma corrente na outra extremidade do enrolamento. A tensão aplicada Têm a possibilidade de ser considerada utilizando seu ângulo na referência e a corrente é medida usando módulo e ângulo de defasagem.

32 2.5 Comparaçãeste entre as Té especialmentecnicas A partir DE definições DE técnicas pelo domínio da frequência, mostrando-se a relação por tensão e as curvas por Impedância Terminal, várias comparações dos Pormenores desses dois tipos de ensaios podem possibilitar ser analisadas. Saiba como a Resposta em Frequência foi realizada através da relaçãeste de tensãeste entre dois enrolamentos, quanto elevado a impedância Aspecto atravé especialmentes destes enrolamentos menor a transferência do tensãeste entre eles. Uma menor impedância (atenuação pelo ensaio de Impedância Terminal) se traduz em ressonâncias pelo ensaio de Resposta em Frequência, provocando grandes relações do tensãeste. Ou mesmo que, ESTES pólos da curva de Resposta em Frequência ocorrem na mesma frequência qual os zeros na curva por Impedância Terminal. Na Figura 2.11 são mostradas as comparações entre as curvas do Impedância Terminal e por Resposta em Frequência nos três enrolamentos por um transformador trifásico.

As deformações internas podem ser causadas pelo afrouxamento do seus enrolamentos e a perda de pressãeste nas suas bobinas, causando uma diminuiçãeste na capacidade do suportar outros curtos-circuitos. Estas alterações são cumulativas e podem vir a um POR DIA ser responsáveis por uma falha que pode retirá-lo Descubra Mais Aqui por operaçãeste. Tfoicnicas por monitoramento possibilitam identificar estas mudanças sutis em tua característica mecânica, prevendo uma possível falha. No seu monitoramento possui sido importante o desenvolvimento por modelos matemáticos complexos que permitam simular o seu comportamento elétrico e eletro- 2

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