Um banco de transformadores trifásico de 14.000/480 V, ligado em Y-
, 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
(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
(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:
- Determinar a impedância do transformador a partir dos valores de curto-circuito.
- Calcular a queda de tensão causada pela carga.
- 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:
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:
A base de tensão no primário é 14.000 V. Então, a impedância base $ Z_{\mathrm{base}} $ é:
Agora, a impedância em pu:
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:
Passo 6
4. Calculando a queda de tensão.
A queda de tensão no primário é dada por:
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:
Resposta
A tensão linha a linha no primário do banco de transformadores é aproximadamente 14.011 V.