CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

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Jorge Rico Fartaria
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1 Três transformadores monofásicos podem ser conectados para formar um banco trifásico de transformadores. Qualquer das conexões mostradas na figura a seguir podem ser usadas. 1

2 V L 3 V f 2

3 Num sistema trifásico temos três tensões fase-neutro e três tensões de linha ou fase-fase, que estão diretamente relacionadas, a depender do esquema de ligação adotado. Neste tipo de sistema, as tensões de fase estão defasadas entre si de 120.

4 A seguir, apresentamos a relação entre tensões de fase e de linha, no caso da existência da referência do neutro (ligação estrela). Na ligação triângulo ou delta, não há neutro, e portanto, as tensões de linha e de fase são iguais em módulo.

6 Sendo b e c tensões de fase e a tensão de linha e ainda, pela Lei dos Cossenos, a² = b² + c² 2.b.c.cos(Â) Vlinha² = 2.Vfase² 2.Vfase². cos(120 ) Vlinha² = 2.Vfase² 2.Vfase². (-0.5) Vlinha² = 2.Vfase² + Vfase² Vlinha = 3. Vfase

7 7

8 Também, na figura anterior, estão mostradas as tensões e correntes que resultam da aplicação de tensões simétricas e cargas equilibradas. Considerando o transformador ideal, tem-se: N 1 N 2 a 8

9 Na ligação delta-estrela as tensões no secundário têm um defasamento de 30 em relação às tensões no lado primário. A tensão de linha na conexão estrela fica adiantada em relação à tensão de linha no delta. 9

10 Na ligação estrela-delta as tensões no secundário têm um defasamento de 30 em relação às tensões no lado primário. A tensão de linha na conexão delta fica atrasada em relação à tensão de linha na estrela. 1 0

11 Nos circuitos trifásicos são usadas as seguintes designações: -Tensões de fase são as tensões entre terminais dos enrolamentos. -Tensões de linha são as tensões entre os condutores de interligação. 1 1

12 Banco de transformadores monofásicos 1 2

13 A ligação delta-delta de um conjunto de transformadores monofásicos tem a vantagem de que um transformador pode ser removido para a manutenção enquanto os dois restantes continuam a funcionar como um banco trifásico. 1 3

14 Essa ligação é conhecida como V ou delta aberto. Nesse caso, o valor da potência disponível fica reduzida para 58% do valor do banco original. A corrente de linha na ligação V passa a ser a corrente de fase, portanto, 58% menor. 14

15 Em potências de centenas de kva ou dezenas de MVA, os transformadores trifásicos costumam ser construídos em um único circuito magnético e contido em um único tanque. 15

16 16

17 As vantagens dos transformadores trifásicos sobre as conexões com três transformadores monofásicos vem de que eles custam menos, requerem menos espaço e tem um rendimento maior. 17

18 Usualmente, realizam-se cálculos com base em uma única fase (conexão estrela, tensão de fase), porque então as impedâncias dos transformadores podem ser somadas diretamente em série. 18

19 As impedâncias da linha de transmissão podem ser referidas de um lado a outro do transformador, usando o quadrado da relação de tensões de linha. Assim, pode-se resolver o circuito em apenas um nível de tensão. 19

20 Um circuito equilibrado, ligado em triângulo é equivalente a um circuito equilibrado ligado em estrela pela seguinte relação. Z 1 Z 3 20

21 Analisar o exemplo 2.8 Dados: Transformadores monofásicos 50 kva 2400:240 V Conexão trifásica estrela-triângulo 150 kva 4160:240 V 0,15 + j 1 0, j 0,002 F.P. = 0,8 21

22 Analisar o exemplo ,17 + j 0,92 j 0,8 22

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