Modelagem caixa preta em amplo espectro de frequências de transformador de distribuição monofásico

• Autor(a) principal: Phelippe Rezende Rodrigues
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AJ5QZW
• topic: Engenharia elétrica; Transitorios (Eletricidade); Engenharia elétrica; Modelos e construção de modelos; Energia eletrica Distribuição; Transformadores eletricos

Esta dissertação destina-se à elaboração de modelos caixa preta, em amplo espectro de frequências, de um transformador monofásico de 10 kVA, 7,967 kV/240-120 V, com secundário em derivação central, normalmente aplicado em redes rurais de distribuição de energia elétrica. O comportamento terminal deste transformador é caracterizado por meio de três abordagens: modelos de ordem reduzida, modelo completo baseado em matriz de admitâncias e modelo híbrido. Nos modelos de ordem reduzida, considera-se em um dos casos que um dos terminais de baixa tensão do transformador esteja permanentemente em curto-circuito, enquanto no outro caso esse mesmo terminal é mantido permanentemente aberto. No modelo completo baseado em matriz de admitâncias, as admitâncias mútuas são corrigidas pela relação de transformação medida a fim de se representar de maneira mais adequada o comportamento do transformador em condições de circuito aberto. Por fim, o modelo híbrido consider simultaneamente as características a vazio e de curto-circuito do transformador. Em todos os casos, a representação matemática do comportamento do transformador é realizada aplicando-se a técnica conhecida como Vector Fitting, na qual cada elemento da matriz de admitâncias é aproximado por uma soma de frações parciais. Os modelos resultantes são representados como um circuito RLCG equivalente e por equações de estados. A validação dos modelos é realizada através de estudos comparativos entre dados experimentais e resultados de simulações no domínio do tempo. Estas análisessão realizadas para condições transitórias e também em regime permanente. Na análise transitória são avaliadas as tensões transferidas entre enrolamentos considerando a conexão de diferentes cargas resistivas aos terminais de baixa tensão e a aplicação dediferentes formas de onda impulsivas de tensão no terminal de alta tensão do transformador. Já os estudos em regime permanente consistem em avaliar a relação de transformação do transformador para diferentes condições operativas supondo sua operação na frequência de 60 Hz. Os resultados obtidos indicam que os modelos bandalargapropostos reproduzem adequadamente o comportamento do transformador testado em diversas condições de aplicação.