Teste de Sumpner ou teste consecutivo em um transformador

Teste de Sumpner ou Teste Back-To-Back no Transformador para Eficiência, Regulação de Tensão e Efeito de Aquecimento

O teste de circuito aberto e o teste de curto-circuito são realizados para determinar o parâmetro do circuito equivalente. Com a ajuda desses testes, não podemos encontrar o aumento de temperatura em um transformador. Porque o teste de circuito aberto é examinado apenas a perda de núcleo e o teste de curto-circuito é examinado apenas a perda de cobre. No entanto, o transformador não está sujeito simultaneamente a ambas as perdas. Portanto, a alternativa é o teste de Sumpner.

A solução para este problema é o teste do Sumpner. O teste do Sumpner é realizado para determinar a eficiência do transformador, regulação de tensão e efeito de aquecimento do transformador sob condições de carga. O teste de Sumpner também é conhecido como o teste consecutivo pois este teste consiste em dois transformadores idênticos conectados em back-to-back.

No teste de Sumpner, as condições reais de carregamento são simuladas sem conectar a carga real. Para um pequeno transformador, é conveniente conectar a carga total. Mas é difícil conectar a plena carga no caso de grandes transformadores. Portanto, este teste ajuda a encontrar os parâmetros importantes do transformador. E o teste do Sumpner fornece resultados mais precisos em comparação com os testes de circuito aberto e curto-circuito.

Teste de Sumpner – (Teste consecutivo)

Para realizar o teste do Sumpner, são necessários dois transformadores monofásicos com classificações idênticas. O diagrama de circuito experimental do teste de Sumpner é mostrado na figura abaixo.

Como mostrado na figura acima, dois transformadores de classificação idênticos T₁ e T₂ estão conectados de costas. Aqui, o enrolamento primário de ambos os transformadores é conectado em paralelo com a tensão e frequência de alimentação nominais. Um amperímetro A₁ , um voltímetro V₁ , e um wattímetro W₁ está conectado ao lado de entrada.

O enrolamento secundário de ambos os transformadores é conectado em série com polaridades opostas. Um voltímetro V₂ é conectado entre os dois enrolamentos secundários para verificar a oposição de polaridade. A faixa do voltímetro V₂ deve ser o dobro da tensão secundária nominal. Agora, quaisquer dois terminais do enrolamento secundário estão conectados (aqui B e C). E se o voltímetro V₂ mede a tensão zero entre os dois terminais restantes (A e D), então dois enrolamentos são conectados em oposição em série e podemos usar os terminais A e D para maior desempenho. No caso, se o voltímetro V₂ lê um valor duplo da tensão nominal, os enrolamentos secundários são conectados na mesma polaridade. Para fazer esta conexão oposta, os terminais A e C são conectados juntos e os terminais B e C são usados ​​para desempenho adicional.

Agora, a alimentação nominal é dada ao enrolamento primário. A tensão total no enrolamento secundário é zero. Assim, os enrolamentos secundários se comportarão como um circuito aberto e a corrente que flui através do enrolamento secundário é zero. Portanto, devido à tensão nominal no primário e corrente zero no secundário, o wattímetro W1 mede a perda de ferro de ambos os transformadores.

Uma baixa tensão (cerca de 5 a 10%) é fornecida aos terminais secundários com a ajuda de um transformador regulador T_R que é excitado pela fonte principal. Um amperímetro A₂ está conectado ao lado secundário como mostrado na figura acima. A magnitude da alimentação secundária é ajustada até o amperímetro A₂ lê a corrente secundária de carga total. A corrente secundária produz corrente de carga total para fluir no enrolamento primário (pela ação do transformador) e o caminho dessa corrente é representado como uma linha pontilhada verde. Assim, o transformador se comporta como operando em condições de plena carga. Portanto, o wattímetro W₂ lê o valor da perda de cobre em plena carga para ambos os transformadores.

A leitura dos dispositivos de medição conectados no circuito do teste de Sumpner é a seguinte;

• Amperímetro A₁ =Corrente sem carga =2I₀
• Voltímetro V₁ =Tensão de entrada nominal aplicada (tensão primária)
• Wattímetro W₁ =Perdas de núcleo (perdas de ferro) de ambos os transformadores =2P_i
• Amperímetro A₂ =Corrente secundária de carga total de ambos os transformadores =2I₂
• Voltímetro V₂ =Tensão total na conexão em série de ambos os enrolamentos secundários
• Wattímetro W₂ =Perda de cobre de carga total de ambos os transformadores =2P_cu

Tabela de Observação

Cálculo de Perdas

Aqui, conectamos dois transformadores idênticos. Portanto, as perdas ocorridas em ambos os transformadores são as mesmas. O wattímetro (W₁ e W₂ ) conectado no circuito mede a perda de ferro e a perda de cobre para ambos os transformadores. Portanto, se você precisar encontrar as perdas para cada transformador, precisará fazer metade da leitura.

Cálculo de eficiência

Portanto, a eficiência de um transformador é calculada por;

Cálculo do parâmetro do circuito

Parâmetros de circuito equivalentes (resistência e reatância equivalentes) podem ser calculados a partir das leituras do teste do Sumpner pelo cálculo abaixo.

Onde R_S =Resistência equivalente do transformador referente ao lado secundário.

Agora, queda de tensão de cada transformador:

Portanto,

Cálculo do aumento de temperatura

A elevação temperada de um transformador pode ser determinada com a ajuda do teste do Sumpner. Portanto, esse teste também é conhecido como teste de execução de calor . No teste de Sumpner, a temperatura do óleo e do enrolamento após cada intervalo de tempo. Os transformadores estão operando por um longo período (36 a 48 horas) e isso resulta em um aumento da temperatura do óleo. A partir disso, a capacidade suportável do transformador é determinada sob altas temperaturas.

Vantagens e desvantagens do teste de Sumpner

As vantagens do teste do Sumpner de um transformador estão listadas abaixo.

• A grande capacidade de um transformador pode ser testada sem conectar a carga real.
• A potência necessária para realizar este teste é muito pequena. É igual à perda de ambos os transformadores.
• Com a ajuda do teste do Sumpner, podemos encontrar a perda de cobre, perda de ferro, aumento de temperatura, parâmetros do circuito equivalente e eficiência do transformador.

Desvantagem

A única desvantagem do teste do Sumpner é que dois transformadores idênticos são necessários para realizar este teste.