Um transformador trifásico Y-
é especificado como 225 kV :
MVA e tem uma reatância em série de
referido aos seus terminais de alta tensão. O transformador está suprindo uma carga de 325 MVA, com fator de potência 0.93 atrasado com uma tensão de 24 kV (linha a linha) em seu lado de baixa tensão. Ele é suprido por um alimentador cuja impedância é
j 2,2
conectado aos seus terminais de alta tensão. Para essas condições. Pede:
Calcular e esboçar o circuito equivalente por fase (monofásico) referenciado ao lado de alta tensão.
Calcular e esboçar o circuito equivalente por fase (monofásico) referenciado ao lado de alta tensão.
Passo 1
Resumo do Enunciado e Conceitos Envolvidos
Temos um transformador trifásico com conexão Y-Δ, especificado como 225 kV : 24 kV e 400 MVA. A reatância em série é de
referida ao lado de alta tensão (AT). Ele está alimentando uma carga de 325 MVA com fator de potência 0,93 atrasado, operando a 24 kV no lado de baixa tensão (BT). O transformador é alimentado por um alimentador com impedância
conectado aos terminais de AT. Vamos calcular e esboçar o circuito equivalente por fase, referenciado ao lado de AT.
Conteúdo da Matéria:
- Transformadores trifásicos e suas conexões (Y-Δ)
- Circuito equivalente por fase
- Transformação de impedâncias entre os lados de AT e BT
- Cálculo de cargas e fatores de potência
O que vamos precisar:
- Relação de transformação do transformador
- Transformar a impedância da carga para o lado de AT
- Somar as impedâncias do alimentador e do transformador
- Desenhar o circuito equivalente por fase
Passo 2
Determinar a Relação de Transformação do Transformador
A relação de transformação (
) é a relação entre as tensões do lado de AT e BT.
Passo 3
Calcular a Impedância do Alimentador por Fase no Lado de AT
Como o alimentador já está no lado de AT, não precisamos transformar sua impedância.
Passo 4
Calcular a Impedância do Transformador Referenciada ao Lado de AT
A reatância do transformador já está referenciada ao lado de AT, então:
Passo 5
Transformar a Impedância da Carga para o Lado de AT
Primeiro, calculamos a impedância da carga no lado de BT.
A potência da carga (
) é 325 MVA com fator de potência 0,93 atrasado.
A tensão no lado de BT (
) é 24 kV (linha a linha), então a tensão por fase (
) é:
A corrente por fase no lado de BT (
) é:
Transformamos essa corrente para o lado de AT usando a relação de transformação:
Agora, calculamos a impedância da carga no lado de AT:
Calculando o ângulo:
Portanto:
Convertendo para forma retangular:
Passo 6
Calcular a Impedância Total no Lado de AT
Somamos as impedâncias do alimentador, do transformador e da carga:
Passo 7
Esboçar o Circuito Equivalente por Fase Referenciado ao Lado de AT
O circuito equivalente por fase consiste em:
- A tensão de alta tensão (
) - A impedância do alimentador (
) - A impedância do transformador (
) - A impedância da carga transformada para o lado de AT (
)
Esboço:
V_AT ────[ Z_alimentador ]────[ Z_transformador ]────[ Z_carga_AT ]───── Terra
Onde:
Resposta
O circuito equivalente por fase, referenciado ao lado de alta tensão, é composto em série pela impedância do alimentador
, a reatância do transformador
e a impedância da carga transformada
, resultando em uma impedância total de
.