Um transformador monofásico com potência nominal de 15 kVA , tensões de operação
, frequência de 60 Hz , apresentou os seguintes dados após os ensaios a vazio e em curto-circuito realizados a
para a derivação de 20900 V :
- Perdas a vazio,
;
- Perdas em curto-circuito, Pcc = 223 W ;
- Corrente a vazio,
;
- Corrente durante o ensaio de curto-circuito, Icc = 0,72 A;
- Tensão aplicada no ensaio de curto-circuito, Ucc
;
- Resistência do enrolamento AT, RH1H0 = 239,190
;
- Resistencia do enrolamento BT, RX1X3
;
Considerando estes dados responda as questões a seguir:
UNIFEI - Universidade Federal de Itajubá EEE 502 - Conversão Eletromecânica de Energia Prof. Gustavo Lopes - ISEE
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?
j) Ocorrerá alteração nas perdas caso este transformador opere em sobrecarga, ou seja, com corrente acima da corrente nominal? Estas perdas aumentam ou diminuem? Justifique sua resposta.
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?
j) Ocorrerá alteração nas perdas caso este transformador opere em sobrecarga, ou seja, com corrente acima da corrente nominal? Estas perdas aumentam ou diminuem? Justifique sua resposta.
Passo 1
O enunciado trata de um transformador monofásico de
,kVA com enrolamentos de alta tensão (AT) em derivação nominal de
,kV e baixa tensão (BT) de
,V. Foram feitos os ensaios a vazio (perdas
, corrente
) e em curto (perdas
, tensão
, corrente
). Vamos usar estes resultados para extrair: número de taps, tensão nominal de projeto, corrente de excitação em A, parâmetros do ramo de magnetização
, perdas Joule nos enrolamentos, perdas adicionais, fator de potência em vazio, rendimento em regime nominal e comentar sobre o efeito da sobrecarga nas perdas.
Passo 2
(a) Os valores de tensão na AT aparecem listados como
,V
— ou seja, cinco posições de tap.
Resposta a): há 5 taps.
— ou seja, cinco posições de tap.
Resposta a): há 5 taps.
Passo 3
(b) A tensão de rede para a qual o transformador foi projetado é a tensão nominal de AT, isto é
Passo 4
(c) A corrente nominal no lado AT é
Como
de
, tem-se
Passo 5
(d) A resistência do ramo de perdas magnéticas
vem de
Isto engloba as perdas por histerese e correntes de Foucault.
Passo 6
(e) A reatância de magnetização
obtém-se decomponto
em componente resistiva
e reativa
, depois
Passo 7
(f) Em regime nominal, as correntes são
,A e
,A. As resistências dadas são
e
,m
. Assim
Passo 8
(g) Do ensaio em curto vem
,W, que cobre perdas Joule nominais mais perdas adicionais (perdas por corrente de fuga, etc.). Logo
As perdas totais em carga nominal somam
Passo 9
(h) O fator de potência em vazio é
Passo 10
(i) Considerando fator de potência unitário em plena carga, a potência útil é
,W e as perdas totais em carga são
,W. O rendimento é
Passo 11
(j) Em sobrecarga (corrente acima da nominal), as perdas no ferro
e as perdas adicionais
permanecem praticamente constantes (dependem de tensão). As perdas nos enrolamentos
aumentam porque a corrente é maior. Portanto, sob sobrecarga as perdas totais crescem, principalmente devido ao aumento das perdas Joule.
Resposta
a) 5 taps
b) ,V (fase–fase)
c) ,A
d)
e)
f) ,W e
,W
g) ,W;
,W
h)
i)
j) Em sobrecarga só mudam as perdas Joule (aumentam); as perdas no ferro e as adicionais permanecem quase constantes.
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j) Em sobrecarga só mudam as perdas Joule (aumentam); as perdas no ferro e as adicionais permanecem quase constantes.