Um transformador bifásico com potência nominal de 15 kVA , tensões de operação
220 V , frequência de 60 Hz , apresentou os seguintes dados após os ensaios a vazio e em curto-circuito realizados a
para a derivação de 23100 V :
- Perdas a vazio, P0 = 61 W;
- Perdas em curto-circuito, Pcc = 194,4 W;
- Corrente a vazio,
;
- Corrente durante o ensaio de curto-circuito, Icc = 0,65 A;
- Tensão aplicada no ensaio de curto-circuito, Ucc
;
- Resistência do enrolamento AT, RH1H0 = 263,499
;
- Resistencia do enrolamento BT, RX1X3
;
Considerando estes dados responda as questões a seguir:
a) Qual o número de taps deste transformador?
b) Qual a tensão nominal fase-fase da rede elétrica para a qual este transformador foi projetado?
c) Qual o valor em ampères da corrente
?
d) Determine a resistência correspondente às perdas por histerese e Foucault.
e) Determine a reatância de magnetização do núcleo.
f) Determine as perdas Joule dos enrolamentos de alta e de baixa tensão.
g) Determine as perdas adicionais e as perdas totais.
h) Qual o fator de potência deste transformador operando em vazio?
i) Qual o rendimento deste transformador em suas condições nominais de tensão e corrente?
a) Qual o número de taps deste transformador?
b) Qual a tensão nominal fase-fase da rede elétrica para a qual este transformador foi projetado?
c) Qual o valor em ampères da corrente
d) Determine a resistência correspondente às perdas por histerese e Foucault.
e) Determine a reatância de magnetização do núcleo.
f) Determine as perdas Joule dos enrolamentos de alta e de baixa tensão.
g) Determine as perdas adicionais e as perdas totais.
h) Qual o fator de potência deste transformador operando em vazio?
i) Qual o rendimento deste transformador em suas condições nominais de tensão e corrente?
Passo 1
O enunciado descreve um transformador monofásico de
com derivação no enrolamento de alta tensão (AT) em
e baixa tensão (BT) em
. Foram feitos ensaios a vazio e em curto-circuito a
no AT, obtendo-se perdas a vazio
, corrente de excitação percentual
, perdas em curto-circuito
, corrente de curto
, tensão de curto
e resistências dos enrolamentos. O conteúdo aqui envolve: contagem de taps, cálculo de corrente nominal, modelo equivalente, determinação de
,
, perdas ôhmicas, perdas adicionais, fator de potência a vazio e rendimento em carga plena.
Passo 2
a) O transformador tem derivação em três níveis de tensão no AT
,
e
, logo possui três taps.
b) A tensão para a qual foi projetado corresponde ao valor nominal central, isto é, fase-fase.
b) A tensão para a qual foi projetado corresponde ao valor nominal central, isto é,
Passo 3
c) A corrente nominal do AT é
Logo a corrente a vazio em ampères é
Passo 4
d) No modelo a vazio a resistência que representa as perdas de histerese e correntes de Foucault é
Passo 5
e) A reatância de magnetização
vem de
Passo 6
f) As perdas Joule nos enrolamentos em carga plena são calculadas por
. No AT
No BT o corrente nominal é
, logo
Passo 7
g) As perdas adicionais (estray-load) são a diferença entre as perdas em curto-circuito e as perdas ôhmicas totais em carga plena:
As perdas totais em plena carga são
Passo 8
h) O fator de potência a vazio é
Passo 9
i) Em plena carga e
, a potência de saída é
. O rendimento é
Resposta
a) 3 taps
b)
c)
d)
e)
f) ,
g) ,
h)
i)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)