Relatório - LIGAÇÃO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS EM BANCOS TRIFÁSICOS.

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Fabiane Lamez

Lucas Thimoteo

Marlon Felipe

Thiago Medeiros

EXPERIÊNCIA 3: LIGAÇÃO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS EM BANCOS TRIFÁSICOS.

Rio de Janeiro, 2015

1. INTRODUÇÃO E CONCEITOS TEÓRICOS

        Transformadoras trifásicos são, a grosso modo, um acoplamento de 3 transformadores monofásicos que podem ter diversos tipo de ligações internas de suas bobinas de entrada e saída. Esse tipo de equipamento é normal usado em sistemas de alta potência (Sistemas de distribuição, subestações de consumidores industriais e outros grandes consumidores etc), como também em alguns tipos específicos de carga que requerem uma isolação galvânicas.

        Os transformadores trifásicos são empregados, normalmente, em altas potências (cabines primárias, nos postes de distribuição, etc.). Entretanto, algumas máquinas utilizam esses “trafos” nas suas respectivas entradas de energia. O motivo dessa técnica, chamada de isolação galvânica, será analisado ainda neste artigo, portanto, vamos fazer um breve estudo desse dispositivo e suas configurações principais.

        A seguir os tipos de ligação mais comuns entre as bobinas do primário e secundário:

- Delta-Delta: Esse esquema não é considerado o ideal, pela falta do condutor neutro, e pelo possível desequilíbrio das tensões caso haja variação na carga, porém ainda é encontrado em algumas máquinas e instalações. Sendo assim, tendo um transformador de relação 1:1 a tensão de linha e fase é a mesma nos dois lados.

- Delta-Estrela: Essa é a configuração mais comum usada pela indústria, visto que há um melhor equilíbrio das tensões de saída, pela presença do condutor neutro. Nessa ligação a tensão de linha é  vezes a tensão de fase. Seguindo com o tgerado:1 na entrada temos a tensão de fase igual a tensão de linha e na saída temos a relação de  , já mencionada.[pic 2][pic 3]

- Estrela-Estrela: Está configuração, apesar de incomum, é usada onde a tensão de entrada é relativamente baixa. Também oferece estabilidade de tensão devido a presença do neutro. Com o trafo 1:1, a tensão de fase é  vezes menor que a tensão de linha na saída e na entrada.[pic 4]

- Estrela-Delta: Esta configuração é usada em casos que a tensão de entrada fornecida pela concessionária é maior e consequentemente incompatível com a tensão da máquina, tendo a necessidade de um abaixamento. Neste caso, na entrada temos a relação de   entre tensão de fase e linha e na saída.[pic 5]

1. OBJETIVO

Essa prática tem como objetivo determinar as relações, por meio de medidas, entre as tensões de fase e de linha nas diferentes ligações, delta (∆) ou estrela(Y), dos transformadores monofásicos em bancos trifásicos.

1. MATERIAL UTILIZADO

Abaixo segue a relação dos materiais utilizados para realizar a experiência:

• 3 Transformador de 500 VA
• 1Voltímetros CA

1. EXPERIMENTAÇÃO E ANÁLISE DE DADOS

Antes da montagem dos circuitos, foi estimado teoricamente as medidas de tensão de fase e de linha, tanto no primário quanto no secundário, para cada uma das quatro configurações – Delta-Estrela, Estrela-Delta, Estrela-Estrela e Delta-Delta -, para a tensão de linha no primário de 200 V.

Depois de realizados os cálculos, foi montado o circuito de configuração Delta/Estrela com a relação de transformação 1:1, conforme figura abaixo.

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Figura 01 – Configuração Delta-Estrela

Já com o circuito montado, foram feitas as medidas  de tensão de linha no primário e tensão de linha e de fase no secundário. Além disso, foi comparado os valores medidos no voltímetro com os valores esperados na teoria.

Teórico	Experimental
Entrada	Saída	Entrada	Saída
VL	VF	VL	VF	VL	VF	VL	VF
200 V	200 V			200 V	200 V	345 V	200 V

Tabela 01 – Valores teóricos e experimentais da configuração Delta-Estrela

Em seguida, foram alteradas as ligações no secundário, sendo substituída a configuração Estrela para Delta. Com isso, foi montada a segunda configuração de circuito, Delta/Delta com relação de transformação 1:1, conforme imagem abaixo.

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Figura 02 – Configuração Delta-Delta

Foram realizadas medidas de tensão de linha, tanto no primário quanto no secundário. Também foram comparadas as medidas obtidas experimentalmente com os valores esperados na teoria.

Teórico	Experimental
Entrada	Saída	Entrada	Saída
VL	VF	VL	VF	VL	VF	VL	VF
200 V	200 V			200 V	200 V	200 V	200 V

Tabela 02 – Valores teóricos e experimentais da configuração Delta-Delta

Logo após, foram alteradas as ligações no primário para obtenção da configuração Estrela, sendo mantida a configuração no secundário. Com isso, foi montada a terceira configuração de circuito, Estrela-Delta com relação de transformação 1:1, conforme imagem abaixo.

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Figura 03 – Configuração Estrela-Delta

Foram realizadas medidas de tensão no primário, de linha e de fase, e também tensão de linha no secundário. Além disso, foram comparados os valores experimentais com os valores teóricos.