Nogueira, Teresa Alexandra Ferreira Mourão PintoLapa, Nuno Frederico Moreira2022-05-052022http://hdl.handle.net/10400.22/20447Os transformadores de potência são um dos elementos mais importantes no sistema elétrico. Estas máquinas elétricas são estáticas e apresentam um elevado rendimento e fiabilidade, consequência de uma adequada conceção da máquina e da sua constituição com materiais de alta fiabilidade. Este trabalho de dissertação está enquadrado na área de transformadores de potência do tipo Core, e o foco é colocado no fluido dielétrico, que tem função de isolante e de permitir a refrigeração do transformador. Atualmente, grande parte dos transformadores utilizam óleo mineral como fluido dielétrico e de arrefecimento. Com a crescente preocupação ambiental as comunidades científicas têm vindo a procurar uma alternativa ao fluido óleo mineral, sendo o óleo éster um potencial candidato uma vez que apresenta uma elevada biodegradabilidade, alta resistência ao fogo, e não apresenta danos ao meio ambiente. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo intensivo de análise e comparação do comportamento de transformadores de potência de tipo Core, imersos a óleo mineral e a éster. Este estudo foi implementado em 3 classes distintas de transformadores, nomeadamente, com potências de 20 MVA, 50 MVA e 125/40 MVA. Foi aplicada uma metodologia de cálculo dos transformadores que consistiu numa sequência de processos, desde o dimensionamento da parte ativa e estruturas isolantes do transformador, até ao cálculo das solicitações dielétricas e análise do campo elétrico. Os resultados obtidos foram apoiados em softwares específicos, com correção automática de erros e desvios que garantem o cumprimento da legislação relativa a este equipamento. Para todos os casos de estudo analisados, os cálculos foram efetuados respeitando o mesmo Índice de Eficiência de Pico (PEI), de acordo com o regulamento (EU) 2019/1783 da Comissão europeia. Os resultados demonstraram que, no caso da utilização do éster, as perdas de joule e as dimensões do transformador aumentam assim como as massas e o custo global de fabrico. No entanto, os transformadores imersos em éster apresentam valores mais favoráveis de campo elétrico, mais precisamente os campos de aresta e no óleo, face aos transformadores imersos em óleo mineral.Power transformers are one of the most important elements in the electric system. These electric machines are static and have high performance and reliability, as a result of an adequate machine design and its composition of highly reliable materials. This dissertation is framed in the area of Core-type power transformers, and the focus is placed on the dielectric fluid, which functions as an insulator and allows the cooling of the transformer. Currently, most transformers use mineral oil as a dielectric and cooling fluid. With the growing environmental concern, scientific communities have been looking for an alternative to mineral oil fluid, ester oil being a potential candidate since it has high biodegradability, high fire resistance, and does not harm the environment. In this dissertation, an intensive study was carried out to analyse and compare the behaviour of Core-type power transformers, immersed in mineral and éster oil. This study was implemented in 3 different classes of transformers, namely, with 20 MVA, 50 MVA and 125/40 MVA powers. A transformers calculation methodology was applied, which consisted of a sequence of processes, from the sizing of the active part and the insulating structures of the transformer, to the calculation of the dielectric stresses and analysis of the electric field. The results obtained were supported by specific software, with automatic correction of errors and deviations that guarantee compliance with the legislation concerning this equipment. For all case studies analysed, the calculations were carried out complying with the same Peak Efficiency Index (PEI), in accordance with regulation (EU) 2019/1783 of the European Commission. The results showed that, when using the éster oil, the joule losses and the dimensions of the transformer increase as well as the weight and the overall cost of manufacture. However, transformers immersed in éster oil show more favorable values of electric field, more precisely in the edge fields and oil, compared to the transformers immersed in mineral oil.porTransformadores de potência tipo CoreÓleo mineralÓleo ésterMetodologia de cálculoPEIPerdas de JouleMassasCusto global de fabricoCampo elétricoCore-type power transformersMineral oilEster oilCalculation methodologyJoule lossWeightOverall cost of manufactureElectric fieldmaster thesis203005864