2.13 Um banco de transformadores trifásico de 14.000 / 480 V, ligado em Y- De<a, consiste em três transformadores idênticos de 100 kVA e 8314 / 480 V. Ele é alimentado com potência diretamente de um grande barramento de tensão constante. No ensaio de curto-circuito, os valores registrados no lado de alta tensão de um desses transformadores foram
VCC=510 V ICC=12,6 A PCC=3000 W
(a) Se o banco alimentar uma carga nominal com FP 0,8 atrasado e tensão nominal, qual é a tensão linha a linha no primário do banco de transformadores?
(b) Qual é a regulação de tensão nessas condições?

Passo 1

O enunciado descreve um banco trifásico ligado em Y–{} De<a de relação 14,000/480,V, formado por três transformadores iguais de 100,kVA e 8314/480,V. Foi feito o ensaio de curto–{}circuito no lado de alta tensão (Y) de um deles, registrando
VCC=510 V, ICC=12,6 A, PCC=3000 W
Pede–{}se:
(a) para alimentar carga nominal ( 300,kVA no total) com fator de potência 0,8 atrasado e tensão nominal secundária ( 480,V), qual será a tensão linha–{}a–{}linha no primário?
(b) qual a regulação de tensão nessas condições?

Passo 2

Calcular o equivalente série por fase no lado de alta tensão a partir do ensaio de curto:
Vvarphi=VCCraiz3, Ivarphi=ICC
Logo
Zeq,varphi=VvarphiIvarphi =510/raiz312,6approx23,38 Omega,
e
Req,varphi=PCC3,ICC^2 =30003,(12,6)^2approx6,30 Omega
Daí
Xeq,varphi=raizZeq,varphi^2-Req,varphi^2 approxraiz23,38^2-6,30^2approx22,52 Omega

Passo 3

Determinar a corrente de linha nominal no primário (banco de 300,kVA em 14,000,V):
IL=S3varphiraiz3,VLL =300,000raiz3,(14,000)approx12,37 A

Passo 4

Calcular a queda de tensão por fase, sabendo que a corrente de fase está atrasada de cos^-1(0,8)=36,87^circ:
De<a Vvarphi =IL;Zeq,varphiang<=l(74,19^circ-36,87^circr) =12,37;times23,38;ang<=37,32^circ approx289,35ang<=37,32^circ V

Passo 5

Transformar a queda de fase em queda linha–{}a–{}linha:
De<a VLL=raiz3;l|De<a Vvarphir| approx1,732times289,35approx500,97 V

Passo 6

Para que o secundário fique em 480,V linha–{}a–{}linha, o primário deve ser
V1,LL =Vnominal+ De<a VLL =14,000 + 500,97 approx14,501 V

Passo 7

Se em vez de elevar o primário mantivermos 14,000,V e quisermos a regulação do secundário, calculamos a tensão secundária em carga e então
Regulação =VNL-VFLVFLtimes100% çã
Refletindo De<a VLL para o secundário ( 14,000/480=29,167), a queda secundária é
De<a V2,LL=500,9729,167approx17,16 V,
portanto
VFL=480-17,16approx462,84 V,
e
Regulação =480-462,84462,84times100% approx3,71% çã

Resposta

(a) V1,LLapprox14,501 V.
(b) Regulação approx3,7%.

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