Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação

Análise de esforços eletromagnéticos nos enrolamentos de transformadores ocasionados por correntes de curto-circuito e corrente de inrush

Power transformers are very important equipment for the national electric system, being responsible for viability in the context of transmission and enable the connection of centers generators, industries and end consumers. In this perspective, due to its importance, the design of these devices must...

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Autor principal: LIMA, Diorge de Souza
Grau: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Publicado em: 2018
Assuntos:
Transformadores elétricos
Correntes elétricas
Curtos-circuitos
Método dos elementos finitos
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MAQUINAS ELETRICAS E DISPOSITIVOS DE POTENCIA
Acesso em linha: http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/499
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spelling oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-4992019-01-21T17:03:16Z Análise de esforços eletromagnéticos nos enrolamentos de transformadores ocasionados por correntes de curto-circuito e corrente de inrush LIMA, Diorge de Souza FONSECA, Wellington da Silva http://lattes.cnpq.br/5066230825214516 Transformadores elétricos Correntes elétricas Curtos-circuitos Método dos elementos finitos CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MAQUINAS ELETRICAS E DISPOSITIVOS DE POTENCIA Power transformers are very important equipment for the national electric system, being responsible for viability in the context of transmission and enable the connection of centers generators, industries and end consumers. In this perspective, due to its importance, the design of these devices must be performed predicting more severe situations that may be submitted. Every moment these devices are exposed to currents of transient states that can cause defects or malfunctions. Therefore, the practice shows numerous failures in these devices, among the most frequent causes stand out electromechanical efforts in windings caused by transient states. In this perspective, this study aims to analyze computational method through the behavior of transformers when subjected to the current of short-circuit and inrush. For this analysis the finite element method (FEM) modeling of an experimental three-phase transformer of 15 kVA and a single-phase of 50 MVA transformer used by a power generation company in the Northern region of Brazil. Thus, the conditions of asymmetric faults are used to estimate the density of magnetic stray field of the transformer and find the values of forces in radial and axial components. The method used consists of the discretization of a continuous medium in small elements maintaining its original character, being a form of numerical solution of a system of partial differential equations. For it will be presented in detail all the steps to obtaining the results from the pre-processing, processing to post-processing. Finally, results of computational analyzes will be presented and compared with results from references cited in this work. Therefore, all computational results are compared to numerical results obtained from the formulations provided by this work. Transformadores de potência são equipamentos de grande importância para o sistema elétrico nacional, sendo o responsável pela viabilidade no contexto de transmissão e possibilitando a ligação dos centros geradores as indústrias e consumidores finais. Nessa perspectiva, devido a sua importância, o projeto desses dispositivos deve ser realizado prevendo situações mais severas a que possa ser submetido. A todo instante esses equipamentos estão expostos a correntes de estados transitórios que podem ocasionar defeitos ou mau funcionamento. Por isso, a prática mostra inúmeras falhas nestes dispositivos, dentre as mais frequentes, destacam-se as causas por esforços eletromecânicos nos enrolamentos ocasionados por estados transitórios. Nessa perspectiva, o presente trabalho tem por objetivo analisar através de método computacional o comportamento de transformadores quando submetidos a corrente de curto-circuito e correntes de inrush. Para tal analise é utilizado o método de elementos finitos (MEF) para modelagem de um transformador trifásico experimental de 15 kVA e um transformador monofásico de 50 MVA utilizado por uma empresa geradora de energia da região Norte. Dessa maneira, as condições de faltas assimétricas são usadas para estimar a densidade de campo magnético de dispersão no transformador e encontrar os valores de forças em componentes axiais e radias. O método utilizado consiste na discretização de um meio contínuo em pequenos elementos mantendo suas características originais, por ser uma forma de resolução numérica de um sistema em equações diferenciais parciais. Para isso, serão apresentadas de maneira detalhada todas as etapas para a obtenção dos resultados, desde o pré-processamento, processamento ao pós-processamento. Por fim, serão apresentados os resultados das análises computacionais e comparados com resultados de referencias citadas neste trabalho. Por conseguinte, todos os resultados computacionais serão comparados aos resultados numéricos obtidos a partir das formulações fornecidas por este trabalho. 2018-05-22T19:03:38Z 2018-05-22T19:03:38Z 2014-08-29 Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação LIMA, Diorge de Souza. Análise de esforços eletromagnéticos nos enrolamentos de transformadores ocasionados por correntes de curto-circuito e corrente de inrush. Orientador: Wellington da Silva Fonseca. 2014. xx, 123 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Campus Universitário de Tucuruí, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2014. Disponível em: http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/499. Acesso em:. http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/499 Acesso Aberto 1 CD-ROM
institution Biblioteca Digital de Monografias - UFPA
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description Power transformers are very important equipment for the national electric system, being responsible for viability in the context of transmission and enable the connection of centers generators, industries and end consumers. In this perspective, due to its importance, the design of these devices must be performed predicting more severe situations that may be submitted. Every moment these devices are exposed to currents of transient states that can cause defects or malfunctions. Therefore, the practice shows numerous failures in these devices, among the most frequent causes stand out electromechanical efforts in windings caused by transient states. In this perspective, this study aims to analyze computational method through the behavior of transformers when subjected to the current of short-circuit and inrush. For this analysis the finite element method (FEM) modeling of an experimental three-phase transformer of 15 kVA and a single-phase of 50 MVA transformer used by a power generation company in the Northern region of Brazil. Thus, the conditions of asymmetric faults are used to estimate the density of magnetic stray field of the transformer and find the values of forces in radial and axial components. The method used consists of the discretization of a continuous medium in small elements maintaining its original character, being a form of numerical solution of a system of partial differential equations. For it will be presented in detail all the steps to obtaining the results from the pre-processing, processing to post-processing. Finally, results of computational analyzes will be presented and compared with results from references cited in this work. Therefore, all computational results are compared to numerical results obtained from the formulations provided by this work.
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