Um transformador trifásico de distribuição tem em sua placa de identificação as seguintes informações:
- Potência: 300 kVA
- Tensão:
- Frequência: 60 Hz
- Impedância: 6,5 %
- Grupo de ligação: Dyn11
Assinale a alternativa com as conclusões corretas a partir dos dados de placa:
A) Primário em conexão triângulo; Secundário em conexão estrela sem neutro; Defasagem entre primário e secundário de
em avanço; Corrente de curto secundária
.
B) Primário em conexão estrela com neutro; Secundário em conexão triângulo; Defasagem entre primário e secundário de
em avanço; Corrente de curto secundária
.
C) Primário em conexão triângulo; Secundário em conexão estrela sem neutro; Defasagem entre primário e secundário de
em atraso; Corrente de curto secundária
.
D) Primário em conexão triângulo; Secundário em conexão estrela com neutro; Defasagem entre primário e secundário de
em atraso; Corrente de curto secundária
.
A) Primário em conexão triângulo; Secundário em conexão estrela sem neutro; Defasagem entre primário e secundário de
B) Primário em conexão estrela com neutro; Secundário em conexão triângulo; Defasagem entre primário e secundário de
C) Primário em conexão triângulo; Secundário em conexão estrela sem neutro; Defasagem entre primário e secundário de
D) Primário em conexão triângulo; Secundário em conexão estrela com neutro; Defasagem entre primário e secundário de
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá (peguei estes dados da placa) e o que a questão pede.
Dados da placa:
- Potência aparente:
. - Tensões:
. - Frequência:
(não será usada nos cálculos abaixo). - Impedância percentual:
. - Grupo de ligação:
.
O enunciado pede que, a partir desses dados, se escolha a alternativa correta entre A, B, C ou D. As informações que precisamos obter a partir da placa são:
- Tipo de conexão do primário (triângulo/estrela) e do secundário (triângulo/estrela) e se há neutro.
- Sentido e valor da defasagem entre primário e secundário (em graus, avanço/atraso).
- Corrente de curto-circuito no lado secundário (valor numérico).
Passo 2
Interpretação do grupo de ligação
(aqui explico o que cada letra/número significa).
- A primeira letra maiúscula indica a ligação do enrolamento de alta tensão (primário). Em
temos triângulo (delta). Portanto o primário está em conexão triângulo. - A segunda letra minúscula indica a ligação do enrolamento de baixa tensão (secundário). Em
(ou ) temos estrela (wye). Portanto o secundário está em conexão estrela. - A letra
indica que o neutro do lado estrela está disponível (neutro trazido para terminal). Ou seja, há neutro no secundário (está presente). - O número
é o “número do relógio” (clock number). Cada hora do relógio corresponde a . Então Um ângulo de é equivalente a (ou seja, um atraso de ). Em termos práticos de defasagem entre tensões de linha de primário e secundário, a convenção do IEC faz com que a notação signifique que a tensão de linha no secundário está atrasada de em relação à tensão de linha no primário. (Resumo: secundário em estrela com neutro, e defasagem de — secundário atrasado em relação ao primário.)
Passo 3
Cálculo da corrente nominal no secundário (corrente de linha nominal) — fórmula e explicação.
Para um transformador trifásico, a corrente nominal de linha no lado de baixa tensão é dada por
onde
-
é a potência aparente trifásica em volt-ampère ( ), -
é a tensão linha-a-linha do lado considerado (a placa indica que interpretamos como tensão de linha do lado secundário), -
aparece porque a potência trifásica se escreve .
Substituindo os valores (convertendo
para
):
Faço as contas passo a passo:
Portanto a corrente nominal de linha no secundário é aproximadamente
.
Passo 4
Cálculo da corrente de curto-circuito no secundário usando a impedância percentual.
A impedância percentual
do transformador significa que, aplicando a tensão nominal, a corrente de curto-circuito simétrica (ignorada a impedância externa) é aproximadamente
Aqui
em forma decimal. Substituindo:
Faço a divisão:
Em unidades mais convenientes:
Explicação curta do porquê: impedância percentual de
significa que, na condição de curto-circuito, a corrente máxima teórica é cerca de
vezes a corrente nominal.
Passo 5
Resumo das conclusões corretas extraídas da placa (compilando os resultados dos passos anteriores):
- Conexão do primário: triângulo (delta).
- Conexão do secundário: estrela (wye) com neutro disponível.
- Defasagem entre primário e secundário:
, com o secundário atrasado em relação ao primário (consequência do número de relógio , que equivale a ). - Corrente de curto-circuito no secundário: aproximadamente
.
Passo 6
Comparação com as alternativas fornecidas e conclusão final (vou confrontar cada alternativa com os itens corretos que acabamos de obter).
- Alternativa A: primário triângulo (OK), secundário estrela sem neutro (NÃO OK: a placa mostra
— neutro presente), defasagem em avanço (NÃO OK: número 11 corresponde a ou , isto é, atraso de ), corrente de curto (OK). Conclusão: A tem erros (neutro e sinal/valor da defasagem estão errados). - Alternativa B: primário estrela com neutro (NÃO OK), secundário triângulo (NÃO OK), defasagem
em avanço (sinal/posição errados conforme a placa), corrente (NÃO corresponde ao calculado). Conclusão: B errada. - Alternativa C: primário triângulo (OK), secundário estrela sem neutro (NÃO OK), defasagem
em atraso (essa parte estaria correta quanto ao ângulo de e sentido), corrente (NÃO corresponde ao calculado). Conclusão: C tem mistura de acertos e erros. - Alternativa D: primário triângulo (OK), secundário estrela com neutro (OK), defasagem
em atraso (NÃO OK — valor/símbolo errado; o correto é de atraso), corrente (NÃO corresponde ao calculado). Conclusão: D tem acertos parciais mas erra a defasagem e a corrente.
Nenhuma das alternativas A, B, C ou D está totalmente correta quando confrontada com os dados da placa e com os cálculos mostrados acima.
Resposta
Nenhuma das alternativas está correta.