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Title: Análise do desempenho de transformadores frente a curtos-circuitos empregando simulações computacionais.
Other Titles: Analysis of transformers performance against short circuits employing computer simulations.
???metadata.dc.creator???: ANDRADE, Arthur Francisco.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: COSTA, Edson Guedes de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: NEVES, Washington Luiz Araujo.
???metadata.dc.contributor.referee2???: BRAGA FILHO, Edgar Roosevelt.
???metadata.dc.contributor.referee3???: LIRA, Geoge Rossany Soares de.
Keywords: Transformadores de Potência - Curtos-Circuitos;Processamento de Energia;Elevação de Temperatura;Esforços Eletromecânicos;Simulações computacionais;Power Transformers - Short Circuits;Processing power;Temperature elevation;Electromechanical efforts;Computer simulations
Issue Date: 25-Feb-2019
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ANDRADE, Arthur Francisco. Análise do desempenho de transformadores frente a curtos-circuitos empregando simulações computacionais. 2019. 105 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Engenharia Elétrica E informática, Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019.
???metadata.dc.description.resumo???: Este trabalho avalia o desempenho de transformadores de potência frente a forças magnéticas provocadas por curto-circuito A influência da temperatura, tipo de conexão e geometria atribuída aos enrolamentos sobre os esforços mecânicos foi analisada por meio de simulações computacionais. Inicialmente, com o objetivo de avaliar a influência dos fenômenos térmicos, foi calculada a elevação de temperatura dos enrolamentos durante o curto-circuito. Em seguida, simulações de esforços mecânicos considerando a variação da temperatura inicial dos enrolamentos foram realizadas. Forças magnéticas e o máximo estresse principal foram calculados. Posteriormente, foi feita uma análise comparativa dos circuitos e dos estresses de curto-circuito em um transformador e no autotransformador equivalente. Por fim, visando analisar a eficácia computacional e exatidão de diferentes representações geométricas de enrolamento, geometrias 3D e 2D de revolução foram simuladas e comparadas. Os resultados das simulações com variação da temperatura indicam que o máximo estresse principal aumenta com a elevação da temperatura do enrolamento. Também foi constatado que os estresses mecânicos de curto-circuito são maiores para um autotransformador, neste caso atingindo 231% com relação ao transformador. As análises das representações geométricas indicaram que o emprego de representações menos detalhadas subestima a densidade de força magnética nos condutores e as forças axiais.
Abstract: This work deals with the performance evaluation of power transformers against short-circuit magnetic forces. The influence of temperature, type of connection and level of geometric detail attributed to the winding simulation were analyzed by computer simulations. Initially, with the objective of evaluating the influence of the thermal phenomena, the temperature rise of the windings during short circuit was calculated. Then, simulations of mechanical stresses considering variation of the windings initial temperature were performed. Magnetic forces and maximum stresses were calculated. Subsequently, a comparative analysis of the circuits and short-circuit stresses was carried out on a transformer and on the equivalent autotransformer. Finally, in order to analyze the computational efficiency and accuracy of different geometric winding models, 3D and 2D axisymmetric geometric representations were simulated and compared. The results of the simulations with temperature variation indicate that the maximum main stress increases with the increase in winding temperature. It has also been confirmed that mechanical short-circuit stresses are higher for an equivalent autotransformer, in this case reaching 231% with respect to the transformer. The analysis of the geometric models indicated that the use of less detailed representations underestimates the magnetic force density in the conductors and the axial forces.
Keywords: Transformadores de Potência - Curtos-Circuitos
Processamento de Energia
Elevação de Temperatura
Esforços Eletromecânicos
Simulações computacionais
Power Transformers - Short Circuits
Processing power
Temperature elevation
Electromechanical efforts
Computer simulations
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27041
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

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