Três transformadores monofásicos de
serão conectados para formar um transformador trifásico, rebaixador,
. Na fábrica, cada transformador foi ensaiado conforme segue:
Ensaio
Tensão (V)
Corrente (A)
Potência Ativa (W)
Vazio
220
1,36
259
Curto-Circuito
1414,49
0,69
324
Relação de Transformação
220
34628
----------
-------------
a. Determine os parâmetros de cada transformador.
b. Determine a potência, correntes e tensões nominais do arranjo.
c. Supondo que ele entrega tensão e potência nominais a uma carga com
atrasado, determine as tensões e correntes de linha na entrada, bem como o rendimento do transformador trifásico.
d. Repita c. desprezando o defasamento entre o primário e o secundário.
e. Repita c. variando o FP de 0 a 1, indo desde o espectro capacitivo até o indutivo.
f. Repita e. desprezando o defasamento entre o primário e o secundário
Ensaio | Tensão (V) | Corrente (A) | Potência Ativa (W) |
Vazio | 220 | 1,36 | 259 |
Curto-Circuito | 1414,49 | 0,69 | 324 |
Relação de Transformação | 220 | 34628 | ---------- | ------------- |
b. Determine a potência, correntes e tensões nominais do arranjo.
c. Supondo que ele entrega tensão e potência nominais a uma carga com
d. Repita c. desprezando o defasamento entre o primário e o secundário.
e. Repita c. variando o FP de 0 a 1, indo desde o espectro capacitivo até o indutivo.
f. Repita e. desprezando o defasamento entre o primário e o secundário
Passo 1
O enunciado dá três transformadores monofásicos
,
e pede:
- (a) achar os parâmetros do circuito equivalente de cada transformador a partir dos ensaios a vazio (
V, A, W) e curto-circuito ( V, A, W); - (b) a potência trifásica, as correntes e tensões nominais do arranjo
rebaixador; - (c) com carga de
kVA, tensão nominal, atrasado, calcular as tensões e correntes de linha na entrada (lado ) e o rendimento; - (d) repetir (c) desprezando o desfasamento
–Y de ; - (e) varrer
de capacitivo a indutivo (de a ) e traçar rendimento x ; - (f) repetir (e) desprezando o desfasamento
–Y.
Conteúdo usado: circuito equivalente de transformador com ramo de magnetização (ensaio a vazio) e ramo série (ensaio em curto), regras de ligação
/Y e balanço de potências para rendimento.
Passo 2
Determinar os parâmetros por fase referidos ao lado de
V (lado de ensaio a vazio) e ao lado de
V (lado de ensaio em curto):
Fator de transformação
Referindo o ramo série ao lado de
V:
Passo 3
Potência trifásica total e correntes nominais:
- Cada transformador é
kVA, total . - Lado de baixa tensão (Y):
, .
Corrente de fase/coletore como é ligação Y essa é também a corrente de linha . - Lado de alta tensão (
): , cada bobina vê V.
Corrente de fasee em
Passo 4
Carga nominal
kVA em
V,
atrasado. Tomamos, por simplicidade, as correntes e tensões referidas ao lado de
V (secundário) e depois subimos por
:
-
- Queda na impedância série referida ao
V:
- Tens. interna induzida por fase na saída:
- Transferindo ao lado
(multiplica por ): que é também ( ). - Corrente de linha no
: - Perdas e rendimento:
Perda no ferro por fase ajustada aV: Perda no cobre no ramo série total (ref. V): Saída ativa .
Entrada
Rendimento
Passo 5
Desprezando o desfasamento
–Y (
), o módulo das tensões e correntes não muda, apenas as fases absolutas são as mesmas em primário e secundário. O rendimento continua
.
Passo 6
Expressão geral do rendimento em função do
(atrasado ou adiantado) considerando perdas:
Variação de
de
(capacitivo) a
(indutivo):
- Em
, e . - Em
, . - O máximo está em
e decresce simetricamente para atrasado ou adiantado.
Passo 7
Repetindo (e) sem considerar o deslocamento
–Y: muda apenas o argumento das fases, não o módulo. Logo a curva
é idêntica.
Resposta
(a) Por fase, lado
V:
(b)
;
lado V:
;
lado V:
.
(c) Com :
lado
lado
(c) Com
(d) Sem desfasamento
–Y, mesmos módulos e
.
(e) , varia de
(fp
) a
% (fp
).
(f) Igual a (e) em módulo, só muda a fase absoluta.
(e)
(f) Igual a (e) em módulo, só muda a fase absoluta.