2.15 Um autotransformador é utilizado para conectar uma linha de distribuição de
a uma outra linha de distribuição de
. Ele deve ser capaz de operar com 2000 kVA . Há três fases, ligadas em Y-Y com seus neutros solidamente aterrados.
(a) Qual deve ser relação de espiras
para obter essa conexão?
(b) Com quanta potência aparente devem operar os enrolamentos de cada autotransformador?
(c) Qual é a vantagem de potência desse sistema com autotransformador?
(d) Se um dos autotransformadores fosse religado como um transformador comum, quais seriam suas especificações nominais?
(a) Qual deve ser relação de espiras
(b) Com quanta potência aparente devem operar os enrolamentos de cada autotransformador?
(c) Qual é a vantagem de potência desse sistema com autotransformador?
(d) Se um dos autotransformadores fosse religado como um transformador comum, quais seriam suas especificações nominais?
Passo 1
O enunciado pede para projetar um autotransformador trifásico Y–Y, neutros aterrados, que conecte uma linha de
,\mathrm{kV} a outra de
,\mathrm{kV} para um transporte de
,\mathrm{kVA}. Vamos usar a teoria de autotransformador, em que parte da potência é transferida por conexão ôhmica (comum) e parte por indução (série).
Passo 2
A razão de espiras entre a tensão alta
e a baixa
é
No autotransformador definimos
(comum) e
(série). Assim
Passo 3
A potência aparente que circula em cada enrolamento vem da fração de tensão que ele cobre:
Passo 4
Substituindo
,\mathrm{kVA},
,\mathrm{kV} e
,\mathrm{kV}:
Passo 5
A grande vantagem é que, em vez de dois enrolamentos de
,\mathrm{kVA} cada (como num transformador convencional), usamos apenas
,\mathrm{kVA} no enrolamento comum e
,\mathrm{kVA} no série. Isso reduz massa de cobre e ferro, custos e perdas.
Passo 6
Se fosse um transformador comum (dupla bobina isolada), cada bobina teria de suportar
,\mathrm{kVA} e as tensões nominais de
,\mathrm{kV},/,
,\mathrm{kV} em Y–Y. Suas correntes nominais seriam
Resposta
(a)
.
(b) ,
e
,
.
(c) Economia de massa de cobre e ferro e redução de perdas, pois os enrolamentos só precisam de ,
e
,
em vez de dois de
,
.
(d) Um transformador convencional de ,
,
,
/
,
em Y–Y, com correntes nominais de
,
e
,
, razão de espiras
.
(b)
(c) Economia de massa de cobre e ferro e redução de perdas, pois os enrolamentos só precisam de
(d) Um transformador convencional de