Análise de falha por desbalanço de carga em transformador de distribuição a seco e sua resolução

Abstract

Neste trabalho, tem-se o objetivo de diagnosticar uma falha causada devido a cargas desbalanceadas em um transformador de distribuição de tipo seco e propor a solução para que não seja possível a recorrência deste tipo de falha. Deve-se utilizar o método dos elementos finitos para simulação eletromagnética a partir das equações derivadas da lei de Ampère. Com o estudo do campo magnético pode-se analisar a distorção do campo causada pelo desbalanço em uma bobina de baixa tensão com 2 enrolamentos ligados em série dispostos axialmente, gerando um franjamento do campo potencializando as perdas parasitas. Com os dados de perdas obtidos executou-se simulações de transferência térmica obtendo variações de até 10°C em regime estático. Ao observar a foto do transformador recortado a região onde apresenta a queima foi a mesma que visto no franjamento do campo, portanto pode se concluir que bobinas de baixa tensão com enrolamentos dispostos axialmente apresentam uma fragilidade ao serem expostos ao tipo de situação analisado e a resolução mais simples é a utilização de enrolamentos dispostos radialmente.

This work aims to diagnose a fault caused by unbalanced loads in a dry-type distribution transformer and propose a solution to prevent the recurrence of such faults. The finite element method should be used for electromagnetic simulation based on Ampère's law. By studying the magnetic field, the field distortion caused by the imbalance in a low-voltage coil with two axially arranged windings connected in series was analyzed, that distortion generated field fringing that enhanced the parasitic losses. With the obtained loss data, thermal transfer simulations were conducted, revealing variations of up to 10°C in a static regime. Observing the photograph of the cut transformer, the region showing burn marks corresponded to the area where field fringing was observed. Therefore, it can be concluded that low-voltage coils with axially arranged windings exhibit vulnerability when exposed to the analyzed situation, and the simplest resolution is to use radially arranged windings.