Modelagem Black-Box de Transformadores de Potência em Altas Frequências

Abstract

Para estudos de transitórios eletromagnéticos faz-se necessário um modelo do transformador de potência em altas frequências. Modelou-se o transformador por sua impedância vista do terminal de alta tensão. Trata-se de um transformador de potência monofásico de 200 MVA, 500/√3 / 138/√3 / 13,8 kV instalado em uma subestação. Foi utilizada a metodologia black-box através de medições em campo de impedância terminal na frequência de 20 Hz a 10 MHz por meio do acesso a terminais externos do transformador. Identificaram-se três modelos do transformador de potência e realizou-se uma análise comparativa entre eles: modelo baseado na análise da impedância terminal relacionando os pontos ressonantes através do fator de qualidade, modelo aproximado através do Vector Fitting e modelo Saturable Transformer associado a impedâncias complementares. Os modelos Impedância Terminal e Saturable Transformer baseiam-se nos pontos ressonantes da curva de impedância terminal na frequência. Já o Vector Fitting gera uma função, através da realocação de polos, que se aproxima da curva medida. Simularam-se as manobras de chaves seccionadoras através do ATPDraw / ATP – Alternative Transients Program – e realizou-se a validação dos modelos na faixa de frequência de 20 kHz a 10 MHz, com maior precisão até 2,5 MHz, através da medição em campo de transitórios de tensão.