Um gerador (que pode ser representado por uma f.e.m em série com uma reatância indutiva) possui valores nominais 500 MVA e 22 kV . Os seus enrolamentos conectados em possuem uma reatância de 1,1 pu. Ache o valor em ohms da reatância dos enrolamentos.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um gerador representado por uma força eletromotriz (f.e.m) em série com uma reatância indutiva. As informações que a gente tem são:
  • Potência S nominal: 500 MVA
  • Tensão nominal: 22 kV
  • Reatância em pu (unidades relativas): 1,1 pu
A gente precisa descobrir o valor da reatância dos enrolamentos em ohms. Para isso, vamos usar o sistema de unidades por unidade (pu) e relacionar com as grandezas nominais do gerador.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa reatância em pu. No sistema por unidade, qualquer valor em pu é uma fração ou múltiplo do valor base escolhido para aquele sistema. Aqui, a reatância base (X_base) será calculada a partir da tensão base (V_base) e da potência base (S_base).
A fórmula para calcular a reatância base é:

Passo 3

Vamos substituir os valores que temos na fórmula. Primeiro, precisamos garantir que as unidades estejam consistentes. Vamos converter tudo para unidades básicas do SI:
  • S_base = 500 MVA = 500 × 10^6 VA
  • V_base = 22 kV = 22 × 10^3 V
Agora, substituindo na fórmula:

Passo 4

Calculando o valor:
Então, a reatância base é de aproximadamente 0,968 ohms.

Passo 5

Agora que temos a reatância base, podemos encontrar a reatância real (X) dos enrolamentos usando a relação das unidades por unidade:
Onde:
  • pu

Passo 6

Substituindo os valores:

Resposta

A reatância dos enrolamentos é aproximadamente 1,065 Ω.

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Corrente na carga
Para determinar a corrente na carga, usamos a fórmula da corrente em um circuito com uma fonte de corrente ideal e uma resistência interna conectada a uma carga .
A tensão gerada pela fonte de corrente ideal é dada por:
Então a tensão é:
Agora, essa tensão é aplicada à resistência . A corrente na carga pode ser calculada usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Uma corda com uma densidade linear uniforme de carga de é estendida ao longo do eixo de até . Determine o módulo, direção e sentido do campo elétrico no ponto do eixo .
O gerador do problema 1 está em um circuito para o qual as bases especificadas são 100 MVA e 20 kV. Encontre o valor em pu da reatância dos enrolamentos do gerador nas bases especificadas.
R: 0,2662 pu
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Secundário Ligação Y, 13,2 kV, 10 MVA
Terciário Ligação
Desprezando-se as resistências dos enrolamentos, temos para as impedâncias do trafo:
nas bases
nas bases
nas bases
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