Um transformador de distribuição de
teve seus testes de aceitação constatando de um ensaio a vazio e um de curto-circuito, antes de ser colocado em serviço como transformador abaixador. Os dados obtidos nos ensaios são:
A vazio:
Curto-circuito: 95 V - 217,5 A - 8,2 kW
Calcule:
O rendimento do transformador quando este é carregado por uma carga resistiva pura correspondendo a
da carga nominal.
A vazio:
Calcule:
O rendimento do transformador quando este é carregado por uma carga resistiva pura correspondendo a
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício pede. Temos um transformador de distribuição de 500 kVA, 2300 V/208 V, 60 Hz. Foram feitos dois testes antes de ligar como abaixador:
• Ensaio a vazio (lado de 208 V): 208 V, 85 A, 1800 W
• Ensaio em curto (lado de 2300 V): 95 V, 217,5 A, 8,2 kW
• Ensaio a vazio (lado de 208 V): 208 V, 85 A, 1800 W
• Ensaio em curto (lado de 2300 V): 95 V, 217,5 A, 8,2 kW
Conteúdo: rendimento de transformador. Precisamos das perdas de ferro (do ensaio a vazio) e de cobre (do ensaio em curto) e calcular a eficiência quando a carga é pura e vale 1/4 da carga nominal. Vamos usar que:
• Perdas de ferro vêm do a-vazio (constantes).
• Perdas de cobre vêm do curto e escalam com
.
• Rendimento .
• Perdas de ferro
• Perdas de cobre
• Rendimento
Passo 2
Achar as perdas totais no ferro e no cobre a plena carga:
- Do ensaio a vazio, as perdas de ferro
. Essas são independentes da carga. - Do ensaio em curto, a potência de 8,2 kW é justamente a perda de cobre quando circula corrente nominal. Logo
.
Teoria rápida:
- No ensaio a vazio aplica-se a tensão nominal sem carga e medimos perdas magnéticas.
- No ensaio em curto reduzimos a tensão até obter a corrente nominal (a tensão é baixa) e aí medimos a perda ôhmica total do enrolamento.
Passo 3
Calcular a perda de cobre quando a carga é só 1/4 da nominal.
Como , se
então
Como
Passo 4
Determinar a potência de saída
.
Carga nominal em kW (PF=1) é 500 kW. A 1/4 da carga nominal:
Carga nominal em kW (PF=1) é 500 kW. A 1/4 da carga nominal:
Passo 5
Calcular a potência de entrada
, somando saída e perdas:
Passo 6
Agora o rendimento
:
Resposta
O rendimento do transformador, com carga resistiva de 1/4 da nominal, é cerca de 98,22 %.