Considere o transformador de
e 25 MVA do Problema 2.20 conectado como autotransformador de
.
a. Determine as tensões nominais dos enrolamentos de alta e baixa tensão para esse tipo de conexão e também a potência aparente nominal (em MVA).
b. Calcule o rendimento do transformador com essa conexão quando está suprindo a sua carga nominal com um fator de potência unitário.
a. Determine as tensões nominais dos enrolamentos de alta e baixa tensão para esse tipo de conexão e também a potência aparente nominal (em MVA).
b. Calcule o rendimento do transformador com essa conexão quando está suprindo a sua carga nominal com um fator de potência unitário.
Passo 1
O enunciado parte de um transformador de dois enrolamentos com relação de tensão nominal de
e potência aparente de
. Esse mesmo transformador é agora ligado em autotransformador, de modo a produzir uma tensão de saída de
a partir de
.
Conteúdo: autotransformadores e cálculo de rendimento.
Para (a) precisamos achar as tensões nominais dos enrolamentos “comum” e “série” e a nova potência nominal em MVA.
Para (b) precisaríamos dos valores de perdas (ferro e cobre) dados no Problema 2.20; sem esses valores não há como obter numericamente o rendimento.
Conteúdo: autotransformadores e cálculo de rendimento.
Para (a) precisamos achar as tensões nominais dos enrolamentos “comum” e “série” e a nova potência nominal em MVA.
Para (b) precisaríamos dos valores de perdas (ferro e cobre) dados no Problema 2.20; sem esses valores não há como obter numericamente o rendimento.
Passo 2
Em um autotransformador a tensão total entre os terminais alto e baixo é a soma da tensão no enrolamento comum e da tensão no enrolamento série.
Aqui queremos
Aqui queremos
Logo:
– Enrolamento comum (entre os terminais de baixa tensão do autotransformador): .
– Enrolamento série (o “booster”): .
– Enrolamento comum (entre os terminais de baixa tensão do autotransformador):
– Enrolamento série (o “booster”):
Passo 3
A corrente nominal de saída do autotransformador,
, para sua potência
e tensão de saída
é
Mas note que, para que a configuração opere com a mesma corrente que o enrolamento de 78 kV no modo dois-enrolamentos, basta igualar
Logo a nova potência aparente é
Passo 4
Para calcular o rendimento
em regime nominal e fator de potência unitário usamos
Entretanto, os valores numéricos de
e
foram fornecidos no Problema 2.20 e não estão disponíveis aqui. Sem esses dados não é possível calcular
numericamente.
Resposta
(a) Enrolamento comum:
.
Enrolamento série: .
Potência nominal do autotransformador: .
Enrolamento série:
Potência nominal do autotransformador:
(b) Não é possível calcular o rendimento sem os valores de perdas (ferro e cobre) fornecidos no Problema 2.20.