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Title: Transformadores de corrente com núcleo de liga nanocristalina utilizados para serviços de medição e proteção em sistemas elétricos.
Other Titles: Nanocrystalline alloy core current transformers used for measurement and protection services in electrical systems.
???metadata.dc.creator???: BATISTA, Thiago de Carvalho.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LUCIANO, Benedito Antonio.
FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.
???metadata.dc.contributor.referee1???: VASCONCELOS, Flavio Henrique.
???metadata.dc.contributor.referee2???: COSTA, Edson Guedes da.
???metadata.dc.contributor.referee3???: GUERRA, Francisco das Chagas Fernandes.
???metadata.dc.contributor.referee4???: CARDOSO, José Roberto.
???metadata.dc.contributor.referee5???: MOTA, Wellington Santos.
Keywords: Transformadores de Corrente-TC;Ligas Nanocristalinas;Núcleos Toroidais;Núcleo Misto;Materiais Magnéticos;Saturação em TC;Current Transformers-TC;Nanocrystalline alloys;Toroidal Cores;Mixed Core;Magnetic Materials;CT Saturation
Issue Date: 12-Dec-2014
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: BATISTA, Thiago de Carvalho. Transformadores de corrente com núcleo de liga nanocristalina utilizados para serviços de medição e proteção em sistemas elétricos. 2014. 129f. (Tese) Doutorado em Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande - Paraíba Brasil, 2014.
???metadata.dc.description.resumo???: Os transformadores de corrente (TC) utilizados nos sistemas elétricos podem ser divididos em TC para serviços: medição e proteção. A principal diferença na constituição dos tipos de TC é o material utilizado no núcleo magnético. No TC utilizado para serviços de medição são empregados núcleos magnéticos que possuam uma alta permeabilidade magnética, já nos TC para serviços de proteção, os núcleos com alta densidade de fluxo de saturação são usados. Nesta tese é apresentado um estudo teórico e experimental sobre a aplicação de ligas nanocristalinas em núcleos toroidais de TC utilizados nos sistemas elétricos. Tomando como base as propriedades eletromagnéticas das ligas nanocristalinas, tais como: alta permeabilidade magnética relativa, densidade de saturação de fluxo magnético, alta resistividade e baixas perdas por histerese, são apresentadas e discutidas as formas como essas características afetam o desempenho dos transformadores de corrente. A partir dos resultados obtidos, percebe-se que o emprego de ligas nanocristalinas nos núcleos dos TC para serviços de medição, devido a sua alta permeabilidade, contribuiu para a redução da incerteza de medição devido à diferença de fase entre entrada e saída, erro de fase. A alta permeabilidade das ligas nanocristalinas diminui a corrente de excitação do TC, desse modo, os TC com núcleo de liga nanocristalina apresentam uma menor variação do erro de fase quando se altera a carga conectada no enrolamento secundário e quando a corrente primária possui componentes harmônicas. Com o intuito de utilizar um TC que possa ser utilizado tanto para serviços de medição quanto para serviços de proteção foi avaliado um TC com núcleo misto (ou núcleo composto), o qual possui um núcleo de liga nanocristalina e um núcleo de liga FeSi. O TC com núcleo misto quando for magnetizado e a densidade de fluxo magnético for relativamente baixa, as características predominantes são da liga nanocristalina, portanto, ideal para utilização como TC de medição. Quando o TC com núcleo misto é submetido a uma alta densidade de saturação, as características do núcleo de FeSi se tornam evidente, ideal para o uso em TC para proteção. Portanto, o TC com núcleo misto pode ser utilizado para serviços de medição e proteção.
Abstract: The current transformers (CT) used in electrical systems can be divided into two mainly types: CT for measurement and CT for protection. The main difference in the constitution of the CT types is the material used in the magnetic core. In CT for measuring service are employed cores with high magnetic permeability, and in CT for protection purposes are used cores with high saturation flux density. In this thesis is presented a theoretical and experimental study about the application of nanocrystalline alloys in CT toroidal cores applied to electrical systems. Based on the electromagnetic properties of nanocrystalline alloys, i.e. high relative magnetic permeability, magnetic flux saturation density, high resistivity and low hysteresis losses, are presented and discussed the influence of these characteristics in the CT performance. From the obtained results, it was verified that the use of nanocrystalline alloys in CT cores for measurement services, due to its high permeability, contributes to the reduction of phase errors, thereby improving the accuracy class. The high permeability of nanocrystalline alloys decreases the CT exciting current, and presents a smaller variation of the phase error when changing the load connected to the secondary winding and when the primary current presents harmonic components. In order to use a CT which can be used both for measuring and protection services it was evaluated a CT with composite core, which is composed of a nanocrystalline alloy and FeSi materials. The CT with composite core when tested with a low saturation flux density, the predominant characteristics are the nanocrystalline alloy one, therefore ideal for use as CT for measurement. When CT with composite core is applied with a high saturation density, characteristics of the core FeSi become apparent, being ideal for protection applications. Therefore, the CT with composite core can be used for metering and protection services.
Keywords: Transformadores de Corrente-TC
Ligas Nanocristalinas
Núcleos Toroidais
Núcleo Misto
Materiais Magnéticos
Saturação em TC
Current Transformers-TC
Nanocrystalline alloys
Toroidal Cores
Mixed Core
Magnetic Materials
CT Saturation
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9438
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Elétrica.

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