Três transformadores de distribuição de 20 kVA e 24.000/277 V são ligados em -Y. O ensaio a vazio foi executado no lado de baixa tensão desse banco de transformadores e os seguintes dados foram registrados:
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.
(c) Qual é a eficiência do banco de transformadores nessas condições?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre três transformadores ligados em estrela (–Y) com uma potência de 20 kVA cada e tensões de 24.000/277 V. Precisamos resolver três partes: encontrar o circuito equivalente por unidade, calcular a regulação de tensão para a carga nominal com fator de potência 0,90 atrasado e determinar a eficiência do banco de transformadores nessas condições. Para isso, vamos usar conceitos de circuitos equivalentes de transformadores, regulação de tensão e eficiência, além de aplicar fórmulas matemáticas relacionadas.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar o circuito equivalente por unidade do banco de transformadores. Para isso, precisamos considerar os dados dos ensaios a vazio e de curto-circuito.
**Ensaio a vazio** (lado de baixa tensão):
- Tensão de linha, V
- Corrente de linha, A
- Potência, W
**Ensaio de curto-circuito** (lado de alta tensão):
- Tensão de linha, V
- Corrente de linha, A
- Potência, W
Vamos calcular as impedâncias do circuito equivalente usando os dados dos ensaios.
Passo 3
No ensaio a vazio, a potência é relacionada à tensão e corrente por:
Desse modo, podemos encontrar o ângulo :
Agora, podemos encontrar a reatância e a resistência no ensaio a vazio:
Passo 4
Para o ensaio de curto-circuito, a potência está relacionada à tensão e corrente por:
Calculamos o ângulo :
Agora, calculamos a impedância do curto-circuito:
E as componentes de resistência e reatância:
Passo 5
Agora, para encontrar o circuito equivalente por unidade, precisamos transformar essas impedâncias para a base comum. Como temos três transformadores de 20 kVA cada, a potência base será kVA e a tensão base será 24.000 V no lado alto.
Convertendo as impedâncias:
Portanto, o circuito equivalente por unidade fica com resistência pu, reatância magnética pu, resistência de curto pu e reatância de curto pu.
Passo 6
Resposta
Resposta
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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 (c). (Resp. )
e) A potência média dissipada na linha de transmissão depois da conexão do capacitor calculado no item (c). (Resp. )
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