Um banco trifásico de transformadores deve operar com 500 kVA e ter uma razão de tensões de
. Quais são as especificações nominais de cada transformador in dividual do banco (alta tensão, baixa tensão, relação de espiras e potência aparente) se o banco de transformadores for ligado a (a)
, (b)
, © -Y , (d) - , (e) aberto e (f) Y aberto - aberto.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre banco trifásico de transformadores. A questão nos diz que o banco precisa operar com 500 kVA e ter uma razão de tensões de
. Precisamos encontrar as especificações nominais de cada transformador individual no banco, como alta tensão, baixa tensão, relação de espiras e potência aparente, para diferentes conexões: (a) Y-Y, (b) Y-Δ, © Δ-Y, (d) Δ-Δ, (e) aberto e (f) Y aberto - aberto. Para isso, vamos lembrar alguns conceitos básicos sobre transformadores e conexões trifásicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que em um banco de transformadores trifásicos, cada transformador individual compartilha a carga total. Como temos um banco de 500 kVA, precisamos dividir essa potência entre os transformadores conforme a configuração de ligação.
Passo 3
A relação de tensões dada é
, o que indica a tensão no lado de alta tensão (AT) e no lado de baixa tensão (BT) de cada transformador. A relação de espiras, ou relação de transformação, é a razão entre essas tensões.
A relação de espiras
é dada por:
Passo 4
Agora, vamos analisar cada tipo de conexão:
a) Conexão Y-Y (Estrela-Estrela)
Na configuração Y-Y, a tensão fase é igual à tensão de linha dividida por
. Além disso, cada transformador lida com a mesma tensão e potência.
Alta Tensão (AT):
Baixa Tensão (BT):
Potência Aparente por Transformador:
Como estão ligados em estrela e compartilham igualmente, cada transformador tem:
Como estão ligados em estrela e compartilham igualmente, cada transformador tem:
Relação de Espiras:
Passo 5
b) Conexão Y-Δ (Estrela-Delta)
Na configuração Y-Δ, a tensão de linha no lado delta é
vezes a tensão de fase no lado estrela.
Alta Tensão (AT):
Baixa Tensão (BT):
Potência Aparente por Transformador:
Relação de Espiras:
Passo 6
c) Conexão Δ-Y (Delta-Estrela)
Nesta configuração, a tensão de linha no lado delta é igual à tensão de linha no lado estrela.
Alta Tensão (AT):
Baixa Tensão (BT):
Potência Aparente por Transformador:
Relação de Espiras:
Passo 7
d) Conexão Δ-Δ (Delta-Delta)
Na configuração Delta-Delta, a tensão de linha é igual à tensão de fase em ambos os lados.
Alta Tensão (AT):
Baixa Tensão (BT):
Potência Aparente por Transformador:
Relação de Espiras:
Passo 8
e) Conexão Aberto
Na configuração aberta, apenas um transformador está ativo, ou seja, todo o banco funciona com um único transformador handle a potência total.
Alta Tensão (AT):
Baixa Tensão (BT):
Potência Aparente por Transformador:
Relação de Espiras:
Passo 9
f) Conexão Y Aberto - Aberto
Nesta configuração, dois transformadores estão abertos, ou seja, apenas um está ativo.
Alta Tensão (AT):
Baixa Tensão (BT):
Potência Aparente por Transformador:
Relação de Espiras:
Resposta
As especificações nominais de cada transformador individual no banco são:
-
a) Y-Y:
, , relação de espiras , potência aparente . -
b) Y-Δ:
, , relação de espiras , potência aparente . -
c) Δ-Y:
, , relação de espiras , potência aparente . -
d) Δ-Δ:
, , relação de espiras , potência aparente . -
e) Aberto:
, , relação de espiras , potência aparente . -
f) Y Aberto - Aberto:
, , relação de espiras , potência aparente .
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Vlinha, Ilinha,
A P3 , VZ
O ensaio de curto-circuito foi executado no lado de alta tensão do banco de transforma dores e os seguintes dados foram registrados:
Vlinha, CC = 1400 V Ilinha, CC = 1,80 A P3 , CC = 912 W
(a) Encontre o circuito equivalente por unidade do banco de transformadores.
(b) Encontre a regulação de tensão desse banco de transformadores para a carga nominal e FP 0,90 atrasado.
© Qual é a eficiência do banco de transformadores nessas condições?
Vlinha,
O ensaio de curto-circuito foi executado no lado de alta tensão do banco de transforma dores e os seguintes dados foram registrados:
Vlinha, CC = 1400 V Ilinha, CC = 1,80 A P3 , CC = 912 W
(a) Encontre o circuito equivalente por unidade do banco de transformadores.
(b) Encontre a regulação de tensão desse banco de transformadores para a carga nominal e FP 0,90 atrasado.
© Qual é a eficiência do banco de transformadores nessas condições?
a) O fator de potência da carga. Ele é indutivo (atrasado) ou capacitivo (adiantado)? (Resp.
indutivo (atrasado))
b) A potência média dissipada na linha de transmissão. (Resp. )
c) O valor da impedância capacitiva que se conectada em paralelo com a carga fará com que ela se comporte como uma impedância puramente resistiva (somente parte real). (Resp. )
d) O fator de potência na carga depois da conexão do capacitor calculado no item ©. (Resp. )
e) A potência média dissipada na linha de transmissão depois da conexão do capacitor calculado no item ©. (Resp. )
b) A potência média dissipada na linha de transmissão. (Resp.
c) O valor da impedância capacitiva que se conectada em paralelo com a carga fará com que ela se comporte como uma impedância puramente resistiva (somente parte real). (Resp.
d) O fator de potência na carga depois da conexão do capacitor calculado no item ©. (Resp.
e) A potência média dissipada na linha de transmissão depois da conexão do capacitor calculado no item ©. (Resp.