Transformadores

Conversão de Energia

Dados do transformador:
- Transformador monofásico de 60 kVA, 2300/230 V, 60 Hz.
- A resistência do enrolamento de alta tensão vale 0,60 ohms.
- A resistência do enrolamento de baixa tensão vale 0,0060 ohms.
- Ensaio de circuito aberto: V = 230 V, I = 5,1 A, P = 210 W.
- Ensaio de curto-circuito: V = 41 V, I = 26,1 A, P = não usado.

1) Com os dados dos ensaios em vazio e em curto-circuito apresentados abaixo, obtenha o circuito equivalente do transformador em pu.
Utilize a representação precisa do transformador. Apresente as contas realizadas. Considere X1 = X'2 [1,5 pontos].

Valores originais:

Circuito aberto
Curto circuito
Tensão (V)
230 V
41 V
Corrente (A)
5,1 A
26,1 A
Potência (W)
210 W
----------
Medição
Baixa (230 V)
Alta (2300 V)

Considerando os valores em pu:
S base = 60kVA;
V1 base = 230 V;
V2 base = 2300 V;
I1 base = = = 260,87 A
I2 base = = = 26,09 A

Dividindo os valores da primeira tabela pelos valores de base, tem-se:

Circuito aberto
Curto circuito
Tensão (pu)

Corrente (pu)

Potência (pu)

Assim:
Para o ensaio CA:
Rn = = 285,71 pu;
Gn = = 0,0035 pu;
Yexc = = 0,0195 pu;
Bmag = = 0,0192 pu;
Xmag = = 52,13 pu.
Para o ensaio CC: a = = 0,1;
R1 = 0,006 ohms;
R2 = 0,6 ohms;
R’2 = a²*R2;
Req = R1 + R’2 = 0,012 ohms;
Z1 base = = 0,882 ohms;
Req1 = = 0,0136 pu (já refletido para o primário) ;
Zeq = = 0,0178 pu;
Xeq = = 0,0131 pu;
Refletindo Xeq e Zeq para o primário (baixa tensão);
Xeq1 = Xeq*a² = 0,000131 pu
Zeq1 = Zeq*a² = 0,000179 pu
Como o circuito do transformador equivalente é dado por:

Substituindo os valores, temos:

2) Considere que este transformador está alimentado por uma tensão fixa de 1,0 pu no enrolamento primário. Trace a curva do rendimento do transformador para carga com fator de potência 0,8 indutivo, que promova a variação da potência aparente no secundário de 0% a 100% do valor nominal.
Apresente as