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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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 (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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