Determinação e Mitigação de Efeitos em Transformadores Causados por Transitórios Originados pela Abertura de Disjuntores

A presente dissertação permitiu explorar o panorama dos transitórios eletromagnéticos em transformadores, com especial enfoque nas sobretensões de manobra. Apesar de as sobretensões de manobra, com elevada magnitude, possuírem uma probabilidade de ocorrência diminuta, o seu aparecimento pode ter consequências devastadoras para os transformadores.

 

Realizando uma comparação entre os fenómenos que decorrem das manobras de fecho e abertura do disjuntor de proteção de um transformador, é possível concluir-se que a abertura do disjuntor poderá resultar num conjunto de fenómenos mais prejudiciais para o transformador. Destes, destaca-se a interrupção da corrente com supressão da mesma, a qual, devido à quantidade de energia acumulada no circuito, origina uma libertação repentina dessa energia, que se traduz no aparecimento de uma sobretensão.

 

As técnicas para mitigação das sobretensões de manobra em transformadores de potência existem num número limitado. Com efeito, a solução que provou ser a mais eficaz consiste na introdução de um circuito RC de amortecimento perto dos terminais de linha dos transformadores. Neste circuito, a resistência possibilita uma atenuação da amplitude das sobretensões que atingem o transformador, enquanto que a capacidade permite uma diminuição do gradiente da sobretensão.

 

Apesar das técnicas numéricas mais robustas e das interfaces gráficas apelativas presentes nas diversas ferramentas de simulação de transitórios, estas encontram a sua maior limitação nos modelos de componentes disponíveis. Com efeito, uma modelização adequada dos componentes apresenta-se como determinante para a validação dos resultados das simulações.

 

Relativamente ao caso de estudo, a análise de sensibilidade realizada permitiu concluir que a sobretensão resultante da manobra do disjuntor é influenciada por um vasto conjunto de parâmetros e condições do sistema, como a impedância equivalente da rede, o comprimento do cabo entre o transformador e o curto-circuito e o instante de abertura do disjuntor. Verificou-se, igualmente, que a introdução de um circuito RC de amortecimento próximo aos terminais de linha do transformador atenua significativamente o valor da sobretensão e da sua taxa de crescimento.