Aula 6 - Circuito Equivalente Transformadores de Potência pptx

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Circuito Equivalente
Transformadores de Potência
Setembro/2021
Fernando de Souza Brasil
Efeito da corrente do secundário; transformador ideal
Supondo que: 
1 - as resistências dos enrolamentos são desprezíveis; 
2 - todo o fluxo está confinado ao núcleo enlaçando completamente ambos os 
enrolamentos (o fluxo disperso é considerado desprezível);
3 -não há perdas no núcleo; 
4 - A permeabilidade do núcleo é tão alta que apenas uma FMM de excitação insignificante 
é requerida para criar o fluxo.
Um transformador 
hipotético que 
apresente essas 
propriedades é em 
geral denominado 
transformador ideal. 
Efeito da corrente do secundário; transformador ideal
Relação de Transformação
Transformer Turns Ratio (TTR)
Efeito da corrente do secundário; transformador ideal
Considerando uma carga que 
consome uma corrente i2 é 
conectada ao secundário.
A potência instantânea de entrada 
do primário é igual à potência 
instantânea de saída do 
secundário, uma condição 
necessária porque todos os 
mecanismos dissipativos e de 
armazenamento de energia foram 
desconsiderados.
Efeito da corrente do secundário; transformador ideal
Impedância do 
secundário
Impedância Refletida no 
Primário
Efeito da corrente do secundário; transformador ideal
Impedância em série com o secundário
Impedância referida ao primário
 
 
Circuito Equivalente de um Transformador Real
Circuito Equivalente T
componente de perdas no núcleo
corrente de magnetização
EXERCÍCIO 1
Um transformador trifásico de 50 kVA e 2400-240 V, cujo o circuito equivalente referido ao lado de alta tensão é 
apresentado na Figura 1, é usado para baixar a tensão no lado da carga de um sistema alimentado por uma 
linha de transmissão curta (alimentador) ligada ao terminal primário, cuja impedância é 0,30 + j1,60 Ω . A tensão 
Vs no terminal de envio do alimentador é 2400 V (Figura 2).
Encontre a tensão nos terminais do secundário do transformador, quando a carga conectada ao seu secundário 
consome a corrente nominal do transformador e o fator de potência da carga é 0,80 atrasado. Despreze as 
quedas de tensão, no transformador e no sistema de alimentação, causadas pelas corrente de 
excitação/magnetização (corrente que circula no núcleo).
Figura 1
Figura 2
SOLUÇÃO
 
Esta ramificação que 
representa o núcleo pode ser 
desprezada, devido seu valor 
ser muito maior que a 
impedância dos 
enrolamentos primário e 
secundário, logo, esta 
ramificação irá se comportar 
como um circuito aberto
SOLUÇÃO
 
 
SOLUÇÃO
 Carga
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÃO
 Carga
 
Aplicando a Lei das Malhas no circuito acima, tem-se:
 
 
 
SOLUÇÃO
 
 
 
 
 
EXERCÍCIO 2
Um sistema de potência monofásico está mostrado na Figura 1. A fonte de potência alimenta um 
transformador de 100 kVA e 14/2,4 kV por meio de uma impedância de alimentador de 38,2 + j140 Ω . A 
impedância em série equivalente do transformador, referida ao seu lado de baixa tensão, é 0,10 + j0,40 Ω. A 
carga do transformador é 90 kW com FP 0,80 atrasado e 2300 V.
Determine:
a) Corrente que circula no terminal secundário;
b) Tensão no terminal secundário;
c) Tensão no terminal primário;
d) Corrente no terminal primário;
e) Tensão da fonte;
f) Eficiência do sistema de potência composto pela fonte-LT-Trafo-carga
SOLUÇÃO
Para a solução do problema, deve-se 
referenciar a impedância do alimentador (linha 
de transmissão para a BT) 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÃO
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÃO
 
 
Aplicando a Lei das Malhas, tem-se
 
 
Considere um sistema de potência simples consistindo em uma fonte ideal de tensão, um transformador 
elevador ideal, uma linha de transmissão, um transformador abaixador ideal e uma carga. A tensão da fonte é 
VS = 4800° V. A impedância da linha de transmissão é Zlinha = 3 + j4 Ω e a impedância da carga é Zcarga = 30 
+ j40 Ω.
(a) Assuma que os transformadores não estão presentes no circuito. Qual é a tensão da carga e a eficiência 
do sistema?
(b) Assuma que o transformador 1 é um transformador elevador 1:5 e que o transformador 2 é um 
transformador abaixador 5:1. Qual é a tensão da carga e a eficiência do sistema?
(c) Qual é a relação de espiras necessária para reduzir as perdas na linha de transmissão a 1% da potência 
total produzida pelo gerador?
EXERCÍCIO 3