Questões de Engenharia Elétrica - Transformador de Potência para Concurso

A figura a seguir apresenta um sistema trifásico desequilibrado na configuração estrela-estrela a três fios. As impedâncias monofásicas que compõem a carga trifásica possuem o mesmo módulo, porém com ângulos diferentes.


A respeito desse sistema, assinale a afirmativa correta.

Nos transformadores que trabalham em baixa frequência, é usual o emprego de ligas de ferrosilício em sua construção. O uso dessas ligas permite ao transformador

Três transformadores monofásicos, cada um de 10 kVA, 100/3.000 V, reatância igual a 40 Ω (em relação ao lado da alta), são ligados na configuração delta-delta. Uma carga trifásica equilibrada, ligada em estrela, de 30√3 kVA e fator de potência 0,9 atrasado é ligada nos terminais da baixa do transformador trifásico resultante para ser alimentada na tensão de 100 V. Calcule o módulo da corrente (A) de linha no circuito da alta.

A bobina do circuito primário de um transformador tem indutância L = 100 mH com resistência desprezível. É correto afirmar que sua reatância, em Ω, na frequência de 60 Hz é

Os dados de catálogo do fabricante de um transformador monofásico informam os seguintes valores:
− Potência Nominal = 50 kVA, Tensão 13.200/220 V; − Perdas em Vazio 1.000 W, Perdas em Carga Nominal = 3.000 W.
Caso o transformador opere com 50% de carga e fator de potência 0,8 indutivo (atrasado) é correto afirmar que as perdas no Ferro e as perdas Joule são respectivamente de

Com relação ao ensaio a vazio em transformadores, é correto afirmar que:

A Figura 1 representa as atuais perdas totais diária de um antigo transformador abaixador de 1.000 kVA − 13,8 kV / 220 V, em carga, instalado a mais de 20 anos na subestação de uma planta industrial. Apesar do transformador estar em perfeito estado de funcionamento, a diretoria financeira solicitou à gerência industrial a apresentação de um projeto para a substituição por outro transformador, totalmente novo, construído com modernas técnicas e materiais, que apresentam menores perdas em operação.

O gráfico da Figura 2 ilustra a expectativa das perdas diária do novo transformador.

Considere que a empresa tem atividade mensal de 20 dias úteis.

Orçado o projeto de substituição, o custo do transformador novo com impostos é de R$ 45.000,00, o preço de venda do transformador antigo na condição de sucata é de R$ 4.000,00. Os custos dos materiais e da mão de obra da substituição é R$ 5.200,00.

Os custos médios da energia consumida na planta industrial, com todos os impostos inclusos, são de 0,50 R$/kWh no horário de ponta (18:00 às 21:00 horas) e 0,20 R$/kWh no horário fora de ponta.

Considerando os dados apresentados, o ROI − Return on Investiment, ou retorno anual do investimento do projeto de substituição do transformador existente, é aproximadamente de

Em uma subestação de distribuição constituída por transformadores abaixadores

As reatâncias de dispersão do primário e do secundário do transformador abaixo são, respectivamente, j 10 Ω e j 0,5 Ω e a relação de transformação é 5:1.

Considere que o transformador alimenta uma linha de transmissão em vazio, de característica puramente capacitiva e simulada pela reatância X_C de −j 20,5 Ω.

Caso a tensão do primário seja V₁ = 49 kV, a tensão V₂ é igual a:

Até os anos 80, o motor de corrente contínua tinha melhor desempenho e maior utilização no controle de processos. Com o avanço da eletrônica de potência e dos microcontroladores, foi possível permitir a melhoria de desempenho dos motores de indução no controle de processos através de conversores eletrônicos de potência, usando chaves estáticas. Atualmente, os motores de indução são amplamente empregados em controle de processos, utilizando conversores chamados popularmente de inversores de frequência. Para compreender o controle dos motores de indução por meio de inversores é necessário o conhecimento do funcionamento do motor de indução, cujo circuito elétrico equivalente, de um modelo simplificado, é mostrado na figura 5. Considere o seguinte:

V Tensão de alimentação do estator

I_r Corrente do rotor

R’_r Resistência do rotor referida ao estator 

R_c Perdas no núcleo, atrito dos rolamentos, perdas por ventilação, etc.

I_s Corrente no estator

I_m Corrente magnetizante

R_s Resistência do estator

X_s Reatância do estator

X_m Reatância magnetizante 

s escorregamento

        

O comportamento dos parâmetros descritos neste modelo simplificado que melhor descreve seu funcionamento é o seguinte

Transformadores de potência são equipamentos elétricos empregados em sistemas elétricos em corrente alternada, geralmente para adequar o nível de tensão mais conveniente ao sistema. Neste emprego, podem ser classificados como abaixadores, quando o sentido do fluxo de potência for do lado de alta tensão para o lado de baixa tensão, ou elevadores, quando em sentido inverso. A figura 4 apresenta um circuito elétrico equivalente de um transformador abaixador operando em regime permanente, com seu lado secundário com tensão V₂ ligado a uma carga Z e seu lado primário alimentado por uma tensão senoidal de valor eficaz V₁.

Considere o seguinte:

V₁ Tensão nos terminais do lado primário

V₂ Tensão nos terminais lado secundário

E₁ Tensão do lado primário

E₂ Tensão lado secundário

I₁ Corrente do primário

I₂ Corrente no secundário

I_m Corrente magnetizante

R1 Resistência do primário

X1 Reatância do primário

R₂ Resistência do estator

X₂ Reatância do estator

X_m Reatância magnetizante

R_p Perdas no núcleo

O diagrama fasorial que melhor representa a operação deste transformador é descrito na figura

A instalação de transformadores elétricos de potência em paralelo pode ser justificada pela necessidade de ampliação das instalações, confiabilidade ou operação mais adequada diante das variações de carga. Em relação às condições de paralelismo de transformadores de potência é correto afirmar que

Os principais tipos de conexões de enrolamentos de transformadores trifásicos, utilizados em sistemas elétricos de potência, são em estrela (Υ) e em triângulo (Δ) e em ziquezaque. Sobre esses tipos de conexões é correto afirmar que

Dada a Figura 13, de acordo com as definições de transformadores, a impedância shunt do modelo é dada por

Um transformador de 6 kVA com tensões de 13.800 V / 220 V e frequência de 60 Hz apresenta a relação de 2,5 volts/ espira. Considerando o transformador em questão como sendo ideal, assinale a alternativa que apresenta o valor da relação de transformação operando como elevador.

Os ensaios em vazio e de curto circuito são realizados nos transformadores com o objetivo de levantar os seus parâmetros, permitindo que seja montado o seu circuito equivalente.

Considere um transformador monofásico de 10 KVA, 1.000 V / 100 V, que foi submetido aos dois ensaios, cujos resultados são apresentados a seguir:

Ensaio em vazio: V_oc = 100 V, I_oc = 2 A, P_oc = 10 W

Ensaio em curto: V_cc = 20 V, I_cc = 100 A, P_cc = 1.000 W

Diante do exposto, a reatância de magnetização do transformador, referida ao lado de alta tensão, em ohms, é, aproximadamente,

Considere a Figura a seguir que mostra um trecho de uma rede de distribuição aérea.

O dispositivo destacado na Figura é um(a)

Em um sistema elétrico de potência, um transformador na configuração estrela, aterrado em um lado e estrela não aterrado para o outro, é representado no diagrama de reatâncias de sequência zero por uma reatância

Considere um transformador em fase, trifásico e abaixador, com relação de transformação, em pu, dada por (1: a), sendo empregado em um sistema elétrico de potência radial com finalidade de realizar o controle da magnitude da tensão terminal. Esse transformador possui relação nominal de transformação de 130 kV / 65 kV. Considere que as tensões nominais do transformador sejam base do sistema, e que esse transformador esteja sendo alimentado, em seu primário, por uma tensão de 125 kV e que a tensão observada no secundário seja de 70 kV.

Nas condições acima definidas, o valor aproximado, em pu, do tap “a” desse transformador é:

Considere um transformador trifásico, 12 kV – 220 V, formado a partir de um banco com 3 transformadores monofásicos.

Cada transformador monofásico possui as seguintes características nominais:

• Potência: 15 kVA

• Tensão do primário: 12 kV

• Tensão do secundário: 127 V

• Perdas a vazio: 50 W

• Perdas a plena carga: 237,5 W

A resistência série, equivalente ao lado de alta tensão do transformador trifásico, em ohms, é: