Um banco trifásico de transformadores deve operar com 500 kVA e ter uma razão de tensões de 34,5 / 11 kV. 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) Y-Y, (b) Y-, © -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 k = VATVBT = 34,511 , 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 Vfase AT = 34,5 kVraiz3 approx 19,9 kV . Além disso, cada transformador lida com a mesma tensão e potência.
Alta Tensão (AT):
Vfase BT = 11 kVraiz3 approx 6,35 kV
Baixa Tensão (BT):
Sindividual = 500 kVA3 approx 166,67 kVA
Potência Aparente por Transformador:
Como estão ligados em estrela e compartilham igualmente, cada transformador tem:
k = 34,511 approx 3,136
Relação de Espiras:

Passo 5

b) Conexão Y-Δ (Estrela-Delta)

Na configuração Y-Δ, a tensão de linha no lado delta é Vfase AT = 34,5 kVraiz3 approx 19,9 kV vezes a tensão de fase no lado estrela.
Alta Tensão (AT):
Vlinha BT = 11 kV
Baixa Tensão (BT):
Vfase BT = 11 kVraiz3 approx 6,35 kV
Sindividual = 500 kVA3 approx 166,67 kVA
Potência Aparente por Transformador:
k = 34,511 approx 3,136
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):
Vlinha AT = 34,5 kV
Vfase AT = 34,5 kVraiz3 approx 19,9 kV
Baixa Tensão (BT):
Vfase BT = 11 kVraiz3 approx 6,35 kV
Potência Aparente por Transformador:
Sindividual = 500 kVA3 approx 166,67 kVA
Relação de Espiras:
k = 34,511 approx 3,136

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):
Vlinha AT = 34,5 kV
Vfase AT = 34,5 kV
Baixa Tensão (BT):
Vlinha BT = 11 kV
Vfase BT = 11 kV
Potência Aparente por Transformador:
Sindividual = 500 kVA3 approx 166,67 kVA
Relação de Espiras:
k = 34,511 approx 3,136

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):
VAT = 34,5 kV
Baixa Tensão (BT):
VBT = 11 kV
Potência Aparente por Transformador:
Sindividual = 500 kVA
Relação de Espiras:
k = 34,511 approx 3,136

Passo 9

f) Conexão Y Aberto - Aberto

Nesta configuração, dois transformadores estão abertos, ou seja, apenas um está ativo.
Alta Tensão (AT):
VAT = 34,5 kV
Baixa Tensão (BT):
VBT = 11 kV
Potência Aparente por Transformador:
Sindividual = 500 kVA
Relação de Espiras:
k = 34,511 approx 3,136

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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