v - Programa de Engenharia Elétrica - UFRJ

3.3 O Banco de Transformadores 34
O conversor do Tap HVDC opera com freqüência de chaveamento elevada, com
o conversor cc-cc do Tap HVDC Unidirecional chaveando em torno de 450 Hz
(freqüência variável determinada pelo circuito de controle) e com o conversor cc-ca
do Tap HVDC Bidirecional, a Ponte-H, chaveando em 1500 Hz (fixo).
A utilização de transformadores convencionais, com núcleo de ferro, em
freqüências de algumas centenas de Hertz, traria perdas por histerese e correntes
parasitas que comprometeriam a eficiência do Tap HVDC Unidirecional. Esse era
um dos motivos para a utilização de transformadores com núcleo de ar no Tap HVDC
Unidirecional. Já no Tap HVDC Bidirecional, a baixa freqüência das componentes
fundamentais das tensões e correntes permite a utilização de transformadores com
núcleo de ferro.
Utilizando um transformador convencional com núcleo de ferro, o isolamento
entre os seus dois enrolamentos terá de ser muito confiável para que não ocorra
um defeito como um curto circuito entre os dois enrolamentos, o que será quase que
como um curto para o potencial de terra da linha de transmissão do Sistema HVDC.
Para contornar este problema, a segunda proposta é utilizar um transformador com
núcleo de ar como no Tap HVDC Unidirecional. As duas propostas são apresentadas
a seguir.
Como a avaliação dos custos de cada tipo de transformador não faz parte do
escopo deste trabalho, os dois serão modelados dentro do sistema e os resultados
de simulação para cada um apresentados. O fator crítico para a construção do
transformador com núcleo de ferro para esta aplicação é o custo da isolação da
tensão do elo cc para o potencial de terra. Já o fator crítico para a construção do
banco de transformadores com núcleo de ar envolve o grande número de espiras de
cabo isolado para o nível de tensão do elo cc e a área necessária para compor este
banco trifásico. Uma análise mais criteriosa envolvendo os custos de cada uma das
duas opções é o subsídio para a melhor solução técnica e econômica.
3.3.1 Transformador convencional com núcleo de ferro
Como já mencionado, a freqüência de operação dos transformadores será 60 Hz,
motivo que fez com que os transformadores convencionais fossem considerados neste