Quais os parâmetros de um transformador de potência?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são os parâmetros principais de um transformador de potência. Isso envolve identificar as grandezas elétricas e térmicas que caracterizam seu desempenho e projeto. Para resolver, vamos listar e explicar cada parâmetro, mostrando o que ele significa e como se aplica ao funcionamento de um transformador de potência.
Passo 2
Definimos primeiro as grandezas nominais de potência, tensão e corrente:
• Potência nominal : valor aparente em kVA ou MVA que o transformador pode entregar sem exceder limites térmicos.
• Tensões nominais e
: tensões de primário e secundário em kV.
• Correntes nominais e
: calculadas por
• Potência nominal
• Tensões nominais
• Correntes nominais
Passo 3
Especificamos a relação de transformação e o grupo vetorial:
• Relação de transformação :
• Relação de transformação
onde
e
são o número de espiras.
• Grupo vetorial (ex.: Yyn0, Dyn11): indica a ligação de fases e o ângulo de fase entre enrolamentos.
• Grupo vetorial (ex.: Yyn0, Dyn11): indica a ligação de fases e o ângulo de fase entre enrolamentos.
Passo 4
Caracterizamos a impedância e o comportamento em curto-circuito:
• Tensão de curto-circuito : tensão aplicada ao primário para fazer a corrente nominal fluir com secundário em curto.
• Impedância percentual :
• Tensão de curto-circuito
• Impedância percentual
é usada para calcular a corrente de curto-circuito e a regulação de tensão.
Passo 5
Elencamos as perdas no transformador:
• Perdas no ferro (perdas de núcleo) : devido ao fluxo magnético, medidas em vazio.
• Perdas no cobre (perdas por efeito Joule) : nos enrolamentos em carga, proporcionais ao quadrado da corrente.
Ambas são fornecidas em kW para as condições nominais.
• Perdas no ferro (perdas de núcleo)
• Perdas no cobre (perdas por efeito Joule)
Ambas são fornecidas em kW para as condições nominais.
Passo 6
Tratamos de eficiência e regulação de tensão:
• Rendimento :
• Rendimento
onde
é o fator de potência da carga.
• Regulação de tensão : variação percentual de
entre vazio e plena carga, importante para manter tensão estável.
• Regulação de tensão
Passo 7
Indicamos a corrente de excitação e parâmetros de magnetização:
• Corrente de excitação : corrente consumida em vazio para magnetizar o núcleo.
• Reatância de magnetização e resistência de perdas
: derivadas do circuito equivalente em vazio.
• Corrente de excitação
• Reatância de magnetização
Passo 8
Apontamos parâmetros térmicos e de resfriamento:
• Classe de isolação (ex.: A, B, F, H): define temperatura máxima do dielétrico.
• Temperatura de elevação máxima : limite de aquecimento acima da temperatura ambiente.
• Método de resfriamento (ex.: ONAN, ONAF, OFAF): indica óleo natural/ar forçado, etc.
• Classe de isolação (ex.: A, B, F, H): define temperatura máxima do dielétrico.
• Temperatura de elevação máxima
• Método de resfriamento (ex.: ONAN, ONAF, OFAF): indica óleo natural/ar forçado, etc.
Passo 9
Mencionamos dados mecânicos e auxiliares:
• Dimensões e peso: para transporte e instalação.
• Tanque e conservador de óleo: volume de óleo e sistema para acomodar dilatação.
• Tap changer (comando de taps): para ajustar e controlar a tensão de saída.
• Dimensões e peso: para transporte e instalação.
• Tanque e conservador de óleo: volume de óleo e sistema para acomodar dilatação.
• Tap changer (comando de taps): para ajustar
Resposta
Os principais parâmetros de um transformador de potência são:
- Potência nominal
(kVA/MVA) - Tensões nominais
, e correntes nominais , - Relação de transformação
e grupo vetorial - Tensão de curto-circuito
e impedância percentual - Perdas no ferro
e no cobre - Rendimento
e regulação de tensão - Corrente de excitação
, reatância de magnetização e - Classe de isolação, temperatura de elevação
e método de resfriamento - Dimensões, peso, sistema de óleo (tanque e conservador) e tap changer