Nova metodologia baseada nos critérios de Von Mises e de fadiga para avaliação dos esforços eletromecânicos causados pela circulação de correntes de curto circuito nos enrolamentos de transformadores.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: ARAÚJO, Jalberth Fernandes de.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Transformador
Enrolamentos
Curto Circuito
Falha Mecânica
Von Mises
Fadiga
Transformer
Windings
Short Circuit
Mechanical Failure
Fatigue
Engenharia Elétrica
Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9565
Resumo: Neste trabalho é apresentada uma nova metodologia para avaliar os esforços eletromecânicos causados pela circulação de correntes de curto circuito nos enrolamentos de transformadores. A metodologia é baseada no uso de simulações computacionais, do método dos elementos finitos e em dois critérios de falha mecânica: o critério de Von Mises e o critério de Fadiga. A partir dos resultados obtidos, verificou-se a possibilidade de ocorrência de falhas mecânicas nos enrolamentos, por fadiga, para valores de estresses mecânicos abaixo dos valores de estresses críticos dos enrolamentos. Adicionalmente, observou-se que as falhas por fadiga dependem da amplitude e do tempo de duração dos estresses mecânicos, além do número de vezes que os estresses ocorrem nos enrolamentos. Ademais, foi possível correlacionar o número de curtos circuitos suportáveis pelos enrolamentos, a intensidade da corrente de curto circuito e a redução percentual de vida útil dos enrolamentos. O uso da metodologia proposta possibilitou, também, a avaliação da proximidade da falha plástica nos enrolamentos por meio da utilização do critério de Von Mises. Com isso, pode-se destacar que a utilização da nova metodologia, apresentada nesta pesquisa, permite contribuir com o aprimoramento dos estudos relacionados às metodologias de avaliação dos esforços eletromecânicos ocorrentes nos enrolamentos de transformadores. Além disso, a metodologia pode ser empregada durante a fase de projeto do equipamento, com o intuito de aumentar a margem de segurança contra falhas mecânicas e, consequentemente, o seu tempo de vida útil.
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A partir dos resultados obtidos, verificou-se a possibilidade de ocorrência de falhas mecânicas nos enrolamentos, por fadiga, para valores de estresses mecânicos abaixo dos valores de estresses críticos dos enrolamentos. Adicionalmente, observou-se que as falhas por fadiga dependem da amplitude e do tempo de duração dos estresses mecânicos, além do número de vezes que os estresses ocorrem nos enrolamentos. Ademais, foi possível correlacionar o número de curtos circuitos suportáveis pelos enrolamentos, a intensidade da corrente de curto circuito e a redução percentual de vida útil dos enrolamentos. O uso da metodologia proposta possibilitou, também, a avaliação da proximidade da falha plástica nos enrolamentos por meio da utilização do critério de Von Mises. Com isso, pode-se destacar que a utilização da nova metodologia, apresentada nesta pesquisa, permite contribuir com o aprimoramento dos estudos relacionados às metodologias de avaliação dos esforços eletromecânicos ocorrentes nos enrolamentos de transformadores. Além disso, a metodologia pode ser empregada durante a fase de projeto do equipamento, com o intuito de aumentar a margem de segurança contra falhas mecânicas e, consequentemente, o seu tempo de vida útil.In this work is presented a new methodology to evaluate the electromechanical efforts caused by short circuit currents on the transformers windings. The methodology is based on the use of computer simulations, the finite element method and two mechanical failure criteria: Von Mises criterion and Fatigue criterion. From the results, it was verified that the possibility of mechanical failures by fatigue, in the windings, to mechanical stresses values below the critical stress values of the windings. Additionally, it was observed that the failures by fatigue depend on the amplitude of mechanical stress and residence time, and the number of times that such stresses are applied on the windings. The use of the proposed methodology also allowed the evaluation of the failure proximity in the windings. Moreover, it was possible to correlate the withstand short circuit number, the short circuit current intensity and the windings percentage reduction of life. The use of the methodology also allows evaluating the plastic failure proximity by the use of Von Mises criterion. Thus, it is emphasized that the use of the methodology proposed in this work allows contribute to the improvement in studies related to methodologies to assess the electromechanical efforts occurring in the transformers windings. Furthermore, the methodology can be used during the stage of equipment design, with order to increase the safety margin against mechanical failures and, thus, their useful life span.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGCOSTA, Edson Guedes da.FERREIRA, Tarso Vilela.COSTA, E. G.FERREIRA, T. V.http://lattes.cnpq.br/393028911565814http://lattes.cnpq.br/9395719025602516NEVES, Washington Luiz de Araújo.PISSOLATO FILHO, José.BOAVENTURA, Wallace do Couto.ARAÚJO, Jalberth Fernandes de.2016-03-182019-11-26T21:56:29Z2019-11-262019-11-26T21:56:29Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9565ARAÚJO, Jalberth Fernandes de. Nova metodologia baseada nos critérios de Von Mises e de fadiga para avaliação dos esforços eletromecânicos causados pela circulação de correntes de curto circuito nos enrolamentos de transformadores. 2016. 123 f. (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, 2016.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-04-26T14:04:15Zoai:localhost:riufcg/9565Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-04-26T14:04:15Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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