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) O transformador nos Sistemas Elétricos de Potência.

    Definição. A importância dos transformadores. Funcionamento - uma visão aproximada. Elementos Construtivos - Núcleo, Enrolamentos, Tanque e Acessórios.

2) Funcionamento a Vazio

    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.

   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.

9) 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.

10) 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.

11) 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.

12) Transformadores de 3 Circuitos

      Características e impedâncias individuais e combinadas. Aplicações. Ensaios para a determinação das impedâncias. Exercícios.

METODOLOGIA

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 ou qualquer outro software e recurso audiovisual para ensino assíncrono, de comum acordo entre docentes e o corpo discente.

Cronograma de desenvolvimento do conteúdo proposto nas aulas teóricas:

1) O transformador nos Sistemas Elétricos de Potência e Funcionamento vazio (2 aulas síncronas + 2 aulas assíncronas para estudo) - 28/10

2) Ligações e Conexões Trifásicas e Tensão induzida e Circuito Equivalente (4 aulas assíncronas) - 03/11

3) Ensaio a vazio (2 aulas síncronas + 2 aulas assíncronas) - 04/11

4) Funcionamento com carga-Ensaio em Curto-Circuito (2 aulas síncronas + 2 aulas assíncronas) - 11/11

5) Rendimento e Regulação de transformadores (2 aulas síncronas e 2 aulas assíncronas) - 18/11

6) Polaridade e Defasamento Angular de Transformadores Trifásicos (2 aulas síncronas e 2 aulas assíncronas) - 25/11

7) Paralelismo de transformadores (2 aulas síncronas e 2 aulas assíncronas) - 02/12

8) Autotransformadores (2 aulas síncronas e 2 aulas assíncronas) - 09/12

9) Transformadores de 3 Circuitos (2 aulas síncronas e 2 aulas assíncronas) - 16/12

Horário de aulas téoricas síncronas seguirão a grade horária oficial: quarta-feira, 13h10 às 14h50.

Total: Síncrona: 16; Assíncrona: 20.

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. A chave de acesso será enviada por e-mail para os alunos matriculados.

O software adotado será baseado em transitórios eletromagnéticos.

1) Conteúdo Programático. Introdução da Disciplina. Critérios de Avaliação. Verificação da corrente a vazio e da corrente transitória (inrush) - (2 aulas síncronas) - 22/10

2) Rigidez dielétrica do óleo isolante - (2 aulas assíncronas + fórum ou chat) - 29/10

3) Ensaio em vazio de transformadores - (1 aula síncrona + 1 aula assíncrona) - 05/11

4) Ensaio de transformadores sob curto-circuito - (2 aulas assíncronas + fóruns ou chat) - 12/11

5) Rendimento e regulação - (2 aulas assíncronas + fórum ou chat) - 19/11

6) Polaridade e defasamento angular - (2 aulas síncronas) - 26/11

7) Operação de transformadores em paralelo - (2 aulas assíncronas) - 03/12

8) Ensaio no transformador 13,8kV/220V - (1 aula síncrona + 2 aulas assíncronas + fórum ou chat) - 10/12

9) Apresentação de Trabalhos - (2 aulas síncronas) - 17/12

Horário de aulas práticas síncronas seguirão a grade horária oficial: quinta-feira, 07h10 às 08h50 (Turma UA), 08h50 às 10h30 (UB) e 10h40 às 12h20 (UC).

Total: Síncrona: 8; Assíncrona: 11.

AVALIAÇÃO

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: 18 de Outubro de 2020 - Avaliação para entrega em 24 horas.

Valor: 30 pontos.

     Assunto: matéria lecionada até a aula anterior.

Segunda prova: 16 de Dezembro de 2020 - Avaliação para entrega em 24 horas.

Valor: 40 pontos.

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

Adicionalmente, as avaliações da parte prática (30 pontos) serão baseadas em relatórios técnicos a serem entregues após as aulas, 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 da última aula):

Primeiro relatório: 05/11/2020 - Aulas 1 e 2

Segundo relatório: 19/11/2020 - Aulas 3 e 4

Terceiro relatório: 03/12/2020 - Aulas 5 e 6

Quarto relatório: 17/12/2020 - Aulas 7 e 8

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

2. Trabalho: 17/12/2020

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

Camacho, J.R., Aguiar, A.L. - Apostila de Transformadores – Notas de Aula de Transformadores de Força e Distribuição, 350 páginas, 2010.

Oliveira, J C., Cogo, J.R., de Abreu, J.P.G., Transformadores Teoria e Ensaios, Editora Edgard Blücher Ltda, São Paulo, 1983

de Simone, Gílio A. - Transformadores – Teoria e Exercício – Editora Érica, São Paulo, 1a Edição, 2001.

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

Complementar

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

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

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

APROVAÇÃO

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

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Wellington Maycon Santos Bernardes, Professor(a) do Magistério Superior, em 29/09/2020, às 16:25, 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 José Roberto Camacho, Professor(a) do Magistério Superior, em 29/09/2020, às 16:40, 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 2289902 e o código CRC 678A620E.

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