Exercicio Resolvido Uma instalação elétrica possui um transformador trifásico de 150kVA, 60Hz, 2

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Engenharia Elétrica Centro Universitário Augusto Motta
Uma instalação elétrica possui um transformador trifásico de 150kVA, 60Hz, 2.400V / 240V, ligação Δ – Y, com os seguintes parâmetros: Z1 = (2,4 + j 2,7) Ω/fase no enrolamento de AT, Z2 = (0,008 + j 0,009) Ω/fase no enrolamento de BT. O transformador está ligado a uma rede trifásica através de um cabo alimentador do lado de AT, com impedância de (1 + j 2) Ω/fase. Há um cabo alimentador do lado de BT, com impedância de (0,01 + j 0,025) Ω/fase, interligando o transformador e a carga. O transformador está alimentando uma carga trifásica equilibrada de 120kVA, ligada em estrela, com fator de potência 0,8 atrasado. A carga está operando com uma tensão de linha de 235V. Utilize o circuito equivalente simplificado referido ao primário e calcule: (a) A corrente no alimentador de BT. (b) A tensão de linha no início do cabo alimentador de AT. (c) A potência trifásica do banco de capacitores, em kvar, a ser ligada nos terminais da carga, para que o fator de potência equivalente da carga seja de 0,96 atrasado
Para calcular a corrente no alimentador de BT, primeiro precisamos calcular a corrente na carga. A potência aparente da carga é de 120 kVA e a tensão de linha é de 235 V, então a corrente de linha na carga é:
A corrente no alimentador de BT é igual à corrente na carga, então:
(a) A corrente no alimentador de BT é 295,2 A.
Para calcular a tensão de linha no início do cabo alimentador de AT, precisamos calcular a queda de tensão no transformador e nos cabos alimentadores. Primeiro, vamos calcular a impedância equivalente do circuito referida ao primário.
A impedância do transformador referida ao primário é:
A 
impedância do cabo alimentador de AT é (1 + j2) Ω/fase e a impedância do cabo alimentador de BT referida ao primário é:
Então a impedância equivalente total referida ao primário é:
A queda de tensão no circuito equivalente referido ao primário é:
A tensão de linha no início do cabo alimentador de AT é igual à soma da tensão na carga e da queda de tensão no circuito equivalente referido ao primário:
(b) A tensão de linha no início do cabo alimentador de AT é 3996 V.
Para calcular a potência trifásica do banco de capacitores que deve ser ligada nos terminais da carga para que o fator de potência equivalente da carga seja de 0,96 atrasado, precisamos calcular a potência reativa da carga e do banco de capacitores.
A potência reativa da carga é:
A potência reativa do banco de capacitores é:
A potência trifásica do banco de capacitores que deve ser ligada nos terminais da carga para que o fator de potência equivalente da carga seja de 0,96 atrasado é -28799 var. Isso significa que o banco de capacitores deve ter uma potência reativa capacitiva (negativa) para compensar a potência reativa indutiva da carga.