Um banco de transformadores trifásico de 14.000/480 V, ligado em Y- De, 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?
© Assuma que a tensão de fase constante do primário desse transformador é 8314 V . Plote a tensão do secundário como uma função da corrente de carga, para correntes

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um banco de transformadores trifásicos com tensão de 14.000/480 V, configurado em Y-Δ. Esse banco é composto por três transformadores idênticos de 100 kVA cada, com tensão de 8314/480 V. No teste de curto-circuito, medimos no lado de alta tensão de um transformador $ V_{\mathrm{CC}} = 510 \mathrm{~V} $, $ I_{\mathrm{CC}} = 12,6 \mathrm{~A} $ e $ P_{\mathrm{CC}} = 3000 \mathrm{~W} $.
Vamos precisar usar conceitos de transformadores, como relação de transformação, impedância equivalente, fator de potência, e regulação de tensão para resolver as questões propostas.

Passo 2

Primeiro, vamos resolver a parte (a): Qual é a tensão linha a linha no primário do banco de transformadores quando alimenta uma carga nominal com fator de potência 0,8 atrasado e tensão nominal.
Para isso, vamos precisar:
  1. Determinar a impedância do transformador a partir dos valores de curto-circuito.
  2. Calcular a queda de tensão causada pela carga.
  3. Encontrar a tensão no primário considerando a queda de tensão.

Passo 3

1. Calculando a impedância do transformador.
A impedância de curto-circuito $ Z_{\mathrm{CC}} $ pode ser encontrada usando a relação:
ZCC

Passo 4

2. Determinando a impedância referida ao primário.
Como estamos lidando com o lado de alta tensão, e a tensão nominal é 14.000 V, precisamos calcular a impedância por unidade (pu).
A potência base por transformador é 100 kVA, mas como são três transformadores, a potência total do banco é:
Sbase = 3 times 100 kVA = 300 kVA
A base de tensão no primário é 14.000 V. Então, a impedância base $ Z_{\mathrm{base}} $ é:
Zbase
Agora, a impedância em pu:
Zbase = Vbase^2Sbase = (14.000)^2300.000 approx 653,33 Omega

Passo 5

3. Calculando a corrente de carga nominal.
A potência nominal do banco é 300 kVA com fator de potência de 0,8 atrasado. A corrente nominal no primário é:
Inom = Sbaseraiz3 times Vbase = 300.000raiz3 times 14.000 approx 12,37 A

Passo 6

4. Calculando a queda de tensão.
A queda de tensão no primário é dada por:
De

Passo 7

5. Determinando a tensão no primário do banco.
Como a queda de tensão é pequena e queremos a tensão nominal no secundário, a tensão no primário será aproximadamente a tensão nominal mais a queda de tensão:
Vprimário = Vbase + Deá

Resposta

A tensão linha a linha no primário do banco de transformadores é aproximadamente 14.011 V.

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