Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

A disciplina TRANSFORMADORES (FEELT31607) tem como objetivo apresentar ao estudante as bases teóricas e práticas de Transformadores de Potência, em especial os trifásicos, utilizados nos sistemas elétricos para fazer a conexão entre os sub-sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica aos usuários finais. Esta disciplina será ministrada de acordo a Portaria do MEC de No. 544 de 16 de Junho de 2020 e de acordo com a Resolução do Congrad-UFU de No. 07 para Atividades Acadêmicas Remotas Emergenciais, publicada em 14 de Julho de 2020

JUSTIFICATIVA

Os transformadores são parte importante dos sistemas elétricos de potência e podem trazer sério comprometimento ao desempenho dos mesmos se não forem operados de forma adequada e dentro dos limites de sua capacidade. É nesta disciplina que os alunos adquirirão conhecimento básico do equipamento a determinar as suas condições de operação, e seus correspondentes ajustes, adequados a cada condição de carga do sistema.

OBJETIVO

PROGRAMA

1. Definição. A importância dos transformadores. Funcionamento - uma visão aproximada. Elementos Construtivos - Núcleo, Enrolamentos, Tanque e Acessórios.
2. Corrente a Vazio. Objetivos e forma de onda. Harmônicos da Corrente a Vazio - o terceiro harmônico.
3.  Ligações e Conexões Trifásicas. As ligações trifásicas Y, Delta e Z. Características e diagramas fasoriais de tensão e corrente. As conexões trifásicas usadas nos transformadores trifásicos de potência Y-Y, Delta-Delta, Delta-Y, Y-Delta, Delta-Z, Y-Z e Y-Delta-Y. Características, vantagens, desvantagens e aplicações.
4. Tensão Induzida e Circuito Equivalente. Fluxos nos transformadores. Razão e Tensões e Correntes. Indutâncias e Reatâncias de Fuga. O transformador Ideal. Circuitos equivalentes de Steinmetz referidos a primário e secundário.
5. Ensaio a Vazio. Objetivos. Perdas a Vazio. Corrente a Vazio - componentes. Corrente Inrush. Relação de Transformação e parâmetros do ramo magnetizante. Exercícios.
6. Funcionamento com Carga - Ensaio em Curto- Circuito. Circuito Equivalente simplificado com carga. Perdas em curto-circuito. Queda de Tensão Interna - impedância, reatância e resistência percentuais do transformador. Correção de valores para temperatura de operação. Tensão de Curto-circuito.Perdas Adicionais. Exercícios.
7. Rigidez Dielétrica do Óleo Isolante e Condições Térmicas de Operação. Tipos de óleo. Características. Rigidez Dielétrica. Sistemas de Preservação do óleo mineral. O medidor de rigidez dielétrica. Relé Buchholz. Secadores de sílica-gel. Verificação das condições térmicas de operação- os ensaios em circuito aberto e em curto-circuito. Exercícios.
8. Rendimento e Regulação de transformadores. Conceito de rendimento. Fator de carga de rendimento máximo. Transformadores de Distribuição e de Fôrça. Rendimento Diário Médio. Exercícios.
9. Regulação de Transformadores - estudo analítico e gráfico - Diagramas de Kapp. Estudo da variação da regulação com o fator de potência e com a carga. Diagrama fasorial do modelo completo de Steinmetz. Exercícios.
10. Polaridade e Defasamento Angular de Transformadores Trifásicos. Conceito de Polaridade das colunas de um transformador trifásico. Polaridades Aditiva e Subtrativa. Aplicações. Métodos para a sua determinação. Defasamento Angular. Conceito e grupos de defasamento. Métodos de ensaios. Exercícios.
11. Paralelismo de transformadores Conceito. Vantagens do paralelismo. Condições obrigatórias e de otimização do paralelismo. Corrente de circulação. Distribuição de potência entre unidades em paralelo. Determinação da potência certa para inclusão e exclusão de unidades no paralelismo de bancos de transformadores. Exercícios.
12. Autotransformadores. Conceito. Auto-transformadores elevadores e abaixadores. Relação entre pesos de transformadores e autotransformadores de mesmas potências. Vantagens e desvantagens do autotransformador. Potências transferida e transformada. Correntes no primário, secundário e nos enrolamentos. O transformador funcionando como autotransformador. Exercícios.
13. Transformadores de 3 Circuitos. Características e impedâncias individuais e combinadas. Aplicações. Ensaios para a determinação das impedâncias. Exercícios.

METODOLOGIA

Aulas Teóricas:

Técnicas de ensino que serão utilizadas:

Técnicas de ensino remoto síncronas e assíncronas.

Utilização de software para ensino remoto de conexão síncrona, Microsoft Teams, Google Meet, Zoom, entre outros.

O OBS Studio, o Youtube e o Dropbox ou qualquer outro software e recurso audiovisual e armazenamento na internet serão utilizados para ensino assíncrono, de comum acordo entre docentes e o corpo discente.

Arquivos para estudo e de avaliação serão disponiblizados em arquivo público do Dropbox no seguinte endereço: https://tinyurl.com/hl7d5hv

Cronograma de desenvolvimento do conteúdo proposto nas aulas teóricas:

Datas – Conteúdo – Aulas Síncronas (S) – Aulas Assíncronas (Ass.)

12/08 - O transformador no sistema elétrico de potência e funcionamento a vazio – S: 2 – Ass.: 1

19/08 - Ligações e conexões trifásicas, Tensão induzida e circuito equivalente – S: 2 – Ass.: 1

26/08 – Ensaio a vazio – S: 2 - Ass.: 1

02/09 - Funcionamento com carga, ensaio em curto-circuito – S: 2 – Ass.: 1

09/09 – Rendimento e regulação de transformadores – S: 2 - Ass.: 2

16/09 – Polaridade e Defasamento Angular de Transformadores Trifásicos – S: 2 - Ass.: 2

23/09 – Paralelismo de transformadores – S: 2 – Ass.: 2

30/09 – Autotransformadores – S: 2 - Ass.: 1

07/10 – Transformadores de 3 circuitos – S: 2 - Ass.: 1

Total - - - S: 18 - Ass.: 12

Aulas práticas:

Cronograma de desenvolvimento do conteúdo proposto nas aulas práticas. As atividades laboratoriais assíncronas estarão disponíveis em formato de vídeo no Moodle, Google Drive ou Youtube, havendo espaço para discussões através de aulas síncronas, fóruns e ou rodas de conversa por meio eletrônico.

Conteúdo programático:

Datas – Conteúdo – Aulas Síncronas (S) – Aulas Assíncronas (Ass.)

13/08 – Introdução da Disciplina – Critérios de Avaliação – Verificação da corrente a vazio e da corrente transitória (inrush – S: 1 – Ass.: 1

20/08 – Rigidez dielétrica de óleo isolante (fórum ou roda de conversa) – S: 0 – Ass.: 2

27/08 – Ensaio a vazio de transformadores – S: 1 – Ass.: 1

03/09 – Ensaio de transformadores em curto-circuito (fóruns ou roda de conversa) – S: 0 – Ass.: 2

10/09 – Rendimento e regulação (fóruns ou roda de conversa) – S: 0 – Ass.: 2

17/09 – Polaridade e defasamento angular - S: 1 – Ass.: 1

24/09 – Operação de transformadores em paralelo - S: 1 – Ass.: 1

01/10 – Ensaio no transformador 13,8 kV/220 V (fóruns ou roda de conversa) - S: 1 – Ass.: 2

08/10 – Apresentação de trabalhos - S: 2 – Ass.: 0

Total – - - S: 7 – Ass.: 12

AVALIAÇÃO

Teórica

As avaliações da parte teórica (70 pontos) serão constituídas de duas provas escritas, com consulta, baseadas em livros, apostilas e apontamentos do discente.As provas serão realizadas nas seguintes datas:

Primeira prova: 09 de Setembro de 2020 - Avaliação com consulta para entrega por e-mail em 24 horas.

Valor: 30 pontos.

Assunto: matéria lecionada até a aula anterior.

Segunda prova: 07 de Outubro de 2020 - Avaliação com consulta para entrega por e-mail em 24 horas.

Valor: 40 pontos.

Assunto: toda a matéria lecionada durante todo o período letivo.

A assiduidade discente na parte teórica (75%) será verificada via planilhas de presença tanto nas modalidades síncronas como assíncronas.

Prática:

Adicionalmente, as avaliações da parte prática (30 pontos) serão baseadas em relatórios técnicos a serem entregues após as aulas, baseadas em livros, apostilas e discussões com os alunos. Além disso, um trabalho deverá ser apresentado.

1. Os relatórios (20 pontos - 5 pontos cada) deverão ser entregues via Moodle nas seguintes datas (prazo de 7 dias a partir da aula dada):

Relatório -Data-Aulas

Primeiro - 27/08/2020 - 1 e 2

Segundo - 17/09/2010 - 3 e 4 

Terceiro - 24/09/2020 - 5 e 6

Quarto - 08/10/2020 - 7 e 8

Simulações em softwares livres como o ATP, Octave e Python poderão ser solicitados pelo docente.

2. Trabalho: 08/10/2020

Valor: 10 pontos

Assunto: Abordagem do conteúdo ensinado envolvendo pesquisa acadêmica sobre especificação, operação e/ou manutenção de transformadores em concessionárias brasileiras - cada grupo escolherá uma empresa distinta - entrega de documento escrito no Moodle (5 pontos) e apresentação online por videoconferência (5 pontos).

O horário-limite de entrega das atividades no Moodle nas datas mencionadas é 07:00 da manhã, antes do início do próximo conteúdo. Envio por outros meios eletrônicos não serão aceitos.

3. A assiduidade da parte prática (75%) será mensurada por meio da presença nas atividades síncronas (registradas em planilha) e estudo das tarefas assíncronas registradas na plataforma Moodle.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1. Camacho, J.R., Aguiar, A.L. - Apostila de Transformadores – Notas de Aula de Transformadores de Força e Distribuição, 200 páginas, 2010.
2. Oliveira, J C., Cogo, J.R., de Abreu, J.P.G., Transformadores Teoria e Ensaios, Editora Edgard Blücher Ltda, São Paulo, 1983
3. de Simone, Gílio A. - Transformadores – Teoria e Exercício – Editora Érica, São Paulo, 1a Edição, 2001.
4. Camacho, J.R.; Aguiar, A.L.; Bernardes, W.M.S.; Apostila de Laboratório de Transformadores, Aulas de Laboratório de Transformadores de Força e Distribuição, 120 páginas, 2020.

Complementar

1- Martignoni, A. – Transformadores, Editora Globo, Porto Alegre, 1979

2- Martin J. Heathcote, J & P Transformer Book, 12^a edição, Newnes Editores, 1998.

3- A.V. Ivanov-Smolenski, Máquinas Eléctricas, Editorial Mir, Moscou, 1980.

4- Jordão, R. G. – Transformadores – Editora Edgard Blücher Ltda, São Paulo, 1a Edição, 2002.

5- Ras, E.; Tansformadores de potencia, de medida y de protección, Boixaréu Editores,7^a Edición, 1994.

6- Kulkarni, S.V.; Khaparde, S.A.; Transformer Engineering, Design and Practice, Marcel Dekker, 2005.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por José Roberto Camacho, Professor(a) do Magistério Superior, em 22/07/2020, às 14:15, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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Documento assinado eletronicamente por Wellington Maycon Santos Bernardes, Professor(a) do Magistério Superior, em 24/07/2020, às 09:52, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 2151870 e o código CRC 8C426448.

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