Metodologia de ensaios dielétricos para sistemas de isolação sólido-líquido aplicados a transformadores de potência
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
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Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/23426 |
Resumo: | This master thesis presents contributions to the field of dielectric tests for solidliquid insulation systems applied to power transformers. It is intended that this methodology serves as a reference guide to obtain experimental results. In this context, it is necessary to design and build the structure necessary to carry out the tests in two configurations, consisting of electrode arrays that present geometries that seek to replicate real conditions of the transformer. In order to validate such configurations, computational simulations based on finite element analysis are performed. Due to the need to ensure a reliable statistical characterization of the test, a methodology for defining the minimum number of samples to be used in dielectric breakdown tests is also proposed. In addition, the procedures for sample preparation of paper and insulating oil are presented, as well as the application of withstand voltage of standardized lightning impulse and alternating voltage at commercial power frequency. The assembly of the test configurations is carried out and a pre-test procedure is proposed. Finally, the Weibull distribution is described with the purpose of analyzing the breakdown voltage data obtained in the dielectric tests. From the proposed methodology, it becomes possible, in the future, to carry out dielectric tests and the definition of design curves, as well as the safety margins for the dielectric design using different solid and liquid insulating materials, in addition to providing results and conclusions that enable the design and manufacture of power transformers. |
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Metodologia de ensaios dielétricos para sistemas de isolação sólido-líquido aplicados a transformadores de potênciaDielectric testing methodology for solid-liquid insulation systems applied to power transformersEnsaios dielétricosMetodologiaSistemas de isolaçãoSólido-líquidoTransformadores de potênciaDielectric testsInsulation systemsMethodologyPower transformersSolidliquidCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis master thesis presents contributions to the field of dielectric tests for solidliquid insulation systems applied to power transformers. It is intended that this methodology serves as a reference guide to obtain experimental results. In this context, it is necessary to design and build the structure necessary to carry out the tests in two configurations, consisting of electrode arrays that present geometries that seek to replicate real conditions of the transformer. In order to validate such configurations, computational simulations based on finite element analysis are performed. Due to the need to ensure a reliable statistical characterization of the test, a methodology for defining the minimum number of samples to be used in dielectric breakdown tests is also proposed. In addition, the procedures for sample preparation of paper and insulating oil are presented, as well as the application of withstand voltage of standardized lightning impulse and alternating voltage at commercial power frequency. The assembly of the test configurations is carried out and a pre-test procedure is proposed. Finally, the Weibull distribution is described with the purpose of analyzing the breakdown voltage data obtained in the dielectric tests. From the proposed methodology, it becomes possible, in the future, to carry out dielectric tests and the definition of design curves, as well as the safety margins for the dielectric design using different solid and liquid insulating materials, in addition to providing results and conclusions that enable the design and manufacture of power transformers.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEsta dissertação apresenta contribuições ao campo de ensaios dielétricos para sistemas de isolação sólido-líquido aplicados a transformadores de potência. Tem-se como objetivo que esta metodologia sirva de guia de referência para a obtenção de resultados experimentais. Neste contexto, são apresentados o projeto e a fabricação da estrutura necessária para a realização dos ensaios em duas configurações, compostas por arranjos de eletrodos que apresentam geometrias que buscam replicar as condições reais do transformador. A fim de validar tais configurações, simulações computacionais baseadas na análise de elementos finitos são realizadas. Devido à necessidade de garantir uma caracterização estatística confiável do ensaio, também é proposta uma metodologia para definição do número mínimo de amostras a serem testadas nos ensaios de ruptura dielétrica. Além disso, são apresentados os procedimentos de preparação das amostras de papel e óleo isolante, bem como de aplicação de tensão suportável de impulso atmosférico padronizado e de tensão alternada em frequência comercial. A montagem das configurações de ensaio são efetuadas e um procedimento pré-testes é proposto. Por fim, a distribuição de Weibull é descrita com o propósito de realizar a análise dos dados de tensão de ruptura obtidos nos testes dielétricos. A partir da metodologia proposta, torna-se possível, futuramente, a realização de ensaios dielétricos e a definição das curvas de projeto, bem como das margens de segurança do projeto dielétrico empregando diferentes materiais isolantes sólidos e líquidos, além de fornecer resultados e conclusões que viabilizem o projeto e a fabricação de transformadores de potência.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaMarchesan, Tiago Bandeirahttp://lattes.cnpq.br/2318413245910780Beltrame , Rafael ConcattoWanderley Neto, Estácio TavaresBueno, Daniela Maia2021-12-28T13:12:03Z2021-12-28T13:12:03Z2021-11-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/23426ark:/26339/0013000011p77porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2021-12-29T06:01:59Zoai:repositorio.ufsm.br:1/23426Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2021-12-29T06:01:59Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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This master thesis presents contributions to the field of dielectric tests for solidliquid insulation systems applied to power transformers. It is intended that this methodology serves as a reference guide to obtain experimental results. In this context, it is necessary to design and build the structure necessary to carry out the tests in two configurations, consisting of electrode arrays that present geometries that seek to replicate real conditions of the transformer. In order to validate such configurations, computational simulations based on finite element analysis are performed. Due to the need to ensure a reliable statistical characterization of the test, a methodology for defining the minimum number of samples to be used in dielectric breakdown tests is also proposed. In addition, the procedures for sample preparation of paper and insulating oil are presented, as well as the application of withstand voltage of standardized lightning impulse and alternating voltage at commercial power frequency. The assembly of the test configurations is carried out and a pre-test procedure is proposed. Finally, the Weibull distribution is described with the purpose of analyzing the breakdown voltage data obtained in the dielectric tests. From the proposed methodology, it becomes possible, in the future, to carry out dielectric tests and the definition of design curves, as well as the safety margins for the dielectric design using different solid and liquid insulating materials, in addition to providing results and conclusions that enable the design and manufacture of power transformers. |
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