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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AJ5QZW| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Modelagem caixa preta em amplo espectro de frequências de transformador de distribuição monofásico |
| Authors: | Phelippe Rezende Rodrigues |
| First Advisor: | Alberto Resende de Conti |
| First Referee: | Helder de Paula |
| Second Referee: | Clever Sebastiao Pereira Filho |
| Third Referee: | Fernando Henrique Silveira |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Jose Luiz Silvino |
| Abstract: | Esta dissertação destina-se à elaboração de modelos caixa preta, em amplo espectro de frequências, de um transformador monofásico de 10 kVA, 7,967 kV/240-120 V, com secundário em derivação central, normalmente aplicado em redes rurais de distribuição de energia elétrica. O comportamento terminal deste transformador é caracterizado por meio de três abordagens: modelos de ordem reduzida, modelo completo baseado em matriz de admitâncias e modelo híbrido. Nos modelos de ordem reduzida, considera-se em um dos casos que um dos terminais de baixa tensão do transformador esteja permanentemente em curto-circuito, enquanto no outro caso esse mesmo terminal é mantido permanentemente aberto. No modelo completo baseado em matriz de admitâncias, as admitâncias mútuas são corrigidas pela relação de transformação medida a fim de se representar de maneira mais adequada o comportamento do transformador em condições de circuito aberto. Por fim, o modelo híbrido consider simultaneamente as características a vazio e de curto-circuito do transformador. Em todos os casos, a representação matemática do comportamento do transformador é realizada aplicando-se a técnica conhecida como Vector Fitting, na qual cada elemento da matriz de admitâncias é aproximado por uma soma de frações parciais. Os modelos resultantes são representados como um circuito RLCG equivalente e por equações de estados. A validação dos modelos é realizada através de estudos comparativos entre dados experimentais e resultados de simulações no domínio do tempo. Estas análisessão realizadas para condições transitórias e também em regime permanente. Na análise transitória são avaliadas as tensões transferidas entre enrolamentos considerando a conexão de diferentes cargas resistivas aos terminais de baixa tensão e a aplicação dediferentes formas de onda impulsivas de tensão no terminal de alta tensão do transformador. Já os estudos em regime permanente consistem em avaliar a relação de transformação do transformador para diferentes condições operativas supondo sua operação na frequência de 60 Hz. Os resultados obtidos indicam que os modelos bandalargapropostos reproduzem adequadamente o comportamento do transformador testado em diversas condições de aplicação. |
| Abstract: | This dissertation is focused on proposing wideband black-box models for a 10 kVA, 7.967 kV/240-120 V single-phase distribution transformer with center-tapped secondary that is usually applied in rural distribution networks. The behavior of this transformer is characterized by three approaches: reducedorder models, full-order admittance-based model, and hybrid model. In the reduced order models it is assumed in one case that one of the low-voltage terminals of the transformer is permanently short-circuited, while in the other case it is assumed that the same terminal is permanently left open. In the full-orde admittance-based model the mutual admittances are corrected by measured voltage ratios in order to better represent the transformer behavior in open-circuit conditions. Finally, the hybrid model takes into account both the open and short-circuit characteristics of the transformer. In all cases the mathematical representation of the transformer behavior is carried out using the Vector Fitting technique, in which each element of the admittance matrix is approximated by a sum of partial fractions. The resulting models are represented as RLCG equivalent circuits and also as state-space equations. The validation of each model is performed in time domain by comparing simulation results with experimental data. These analyses are carried out for transient and steady-state conditions. In the transient analysis, transferred voltages are evaluated for different resistive loads connected to the low-voltage terminals, considering theapplication of different impulse voltages to the high-voltage terminal. The steady-state studies consist in investigating the transformer ratio for different operating conditions assuming transformer operation at 60 Hz frequency. The results show that the proposed wideband models correctly represent the behavior of the transformer in various operating conditions. |
| Subject: | Transitorios (Eletricidade) Engenharia elétrica Modelos e construção de modelos Energia eletrica Distribuição Transformadores eletricos |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AJ5QZW |
| Issue Date: | 24-Nov-2016 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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