Questões de Concurso Sobre transformador de potência em engenharia elétrica

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:

Dado o circuito da figura abaixo, em que a tensão de pico na entrada é 310 V, o número de espiras no primário do transformador é de 1000 voltas e, no secundário, de 40 voltas, qual é a tensão de pico na carga RL?

Máquinas Elétricas, A.E. Fitzgerald, Charles Kingsley Jr. E Stephen D. Umans, 6a. Edição p. 81, Rio de Janeiro, Bookman, 2013.

Um transformador de distribuição monofásico de 50 kVA, 2400:240 V e 60 Hz, no qual a maior tensão está no primário, possui a impedância do primário Z₁ e a impedância do secundário Z₂ , conforme mostra a Figura acima.

Chamando de I’₂ o valor da corrente I₂ refletida ao primário, I’₂ é igual a

Um transformador de 50 kVA, à plena carga, utiliza 75% da sua capacidade devido ao fator de potência da carga de 0,8 atrasado.

Caso seja adicionada carga de fator unitário até que o transformador esteja à plena carga, sabendo-se que o valor de fator de potência aumentou de 0,8 para 0,89 atrasado, o valor de potência ativa, em kW, que pode ser acrescentado é

Dados

complementares:

cos(36,87º) = 0,8

sin(36,87º) = 0,6

Considere o circuito da fonte de tensão CC mostrado na figura a seguir.

Assinale a opção que corresponde ao correto comportamento da tensão de saída da fonte.

Um transformador isolado monofásico, com valores nominais 10 kVA, 60 Hz e 250/110 V é ligado como autotransformador com tensão de secundário de 127 V. O acréscimo de potência, em kVA, quando o transformador isolado é ligado como autotransformador,

Atente ao que se diz a seguir sobre as características de partida de motores de indução de rotor em gaiola trifásicos.

I. Podem partir com tensão reduzida por meio de um autotransformador trifásico. O autotransformador possibilita uma corrente de partida menor, devido à redução de tensão e à relação de transformação, já que a corrente do primário, no qual circula a corrente de linha, é menor do que a corrente do secundário, no qual circula a corrente de partida do motor. As derivações usuais nos autotransformadores de chaves compensadoras são de 65% a 80%. O compensador é usado somente durante o período de partida.

II. Independentemente de sua potência, podem ser acionados por partida direta à linha, desde que a linha tenha capacidade de manter a tensão nominal, possibilitando ao mesmo desenvolver um conjugado suficiente para acelerar a carga.

III. Podem ter seus enrolamentos do estator configurados em estrela ou em triângulo. Na partida do motor através de chave estrela-triângulo, inicialmente liga-se seus terminais em estrela até que o motor atinja uma velocidade próxima da velocidade nominal; neste instante é desfeita a ligação em estrela e executada a ligação em triângulo. Quando os terminais estão ligados em estrela, a tensão de fase sobre o enrolamento do estator é  da tensão de linha e tanto a corrente partida e como o conjugado são reduzidos a 1/3 dos seus valores nominais.

É correto o que se afirma em