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Dissertação

Distribution transformer thermodynamic study for incipient fault monitoring. EVALUATED

Detalhes: Os transformadores são um dos componentes mais dispendiosos e fundamentais das redes de energia elétrica. Dos equipamentos atualmente em serviço, uma percentagem significativa encontra-se em fim de vida útil, na qual a ocorrência de falhas aumenta consideravelmente, diminuindo a sua fiabilidade. A falha catastrófica de um transformador acarreta custos elevados e destabiliza o funcionamento da rede elétrica, pelo que a deteção e monitorização de falhas incipientes, bem como a previsão de falhas permanentes, são de extrema importância para os operadores de sistemas de energia. Este trabalho procura estudar o comportamento térmico de um transformador trifásico de pequena escala. O objetivo principal é detetar comportamentos sugestivos da presença de falhas incipientes. Foram desenvolvidos três modelos computacionais, permitindo a simulação electromagnética e térmica em elementos finitos, bem como em parâmetros concentrados. Adicionalmente, uma bancada para ensaios experimentais foi construída usando o transformador modelado. O modelo electromagnético em elementos finitos é simulado considerando a ausência e a presença de falhas nos enrolamentos, com diferentes severidades e localizações. As medidas elétricas, a distribuição do campo magnético e das perdas por efeito de Joule são analisadas, bem como o comportamento das variáveis medidas nos diferentes casos simulados. A bancada experimental é utilizada para uma detalhada análise dos fenómenos térmicos existentes. A análise térmica é complementada com os modelos térmicos de simulação de elementos finitos 3D e de parâmetros concentrados. As conclusões retiradas do trabalho realizado sugerem que uma análise térmica revela padrões promissores para deteção de falhas incipientes, constituindo uma alternativa económica às metodologias convencionais.
Keywords: Transformador de distribuição, Monitorização on-line, Falhas incipientes, Medidas térmicas, Modelo de parâmetros concentrados, Deteção de falhas.

Discussão: novembro 28, 2022, 14:0