Transformadores em pu

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TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS EM P.U.
Prof. Me. RAIMUNDO CEZAR CAMPOS DO NASCIMENTO
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Sistema Por unidade – PU 
A solução de um sistema interconectado com diferentes níveis de tensão implica em uma trabalhosa conversão dos valores de impedância para um único nível de tensão. No entanto, em sistemas elétricso de potência se utiliza o sistema por unidade onde as várias grandezas físicas como potência, tensão, corrente, impedâncias são descritas como frações decimais de uma grandezas base. 
Desta forma os diferentes níveis de tensão são eliminados e a rede elétrica composta de geradores, transformadores, linha de diferentes níveis de tensão se reduzem a simples impedâncias.
Uma das vantagens é que os valores dos parâmetros das máquinas e dos transformadores ocorrem dentro de um intervalo numérico estreito, quando expressos com base em seus valores nominais.
Sistema adimensional
Tomando como exemplo um sistema de potência monofásico composto de um gerador de 480 V e 60 Hz alimentando uma carga Zcarga = 3 + j4 Ω, através de um transformador elevador de tensão de relação de transformação 1:10 colocado na extremidade que está junto ao gerador, uma linha de transmissão de impedância Zlinha = 0,18 + j0,24 Ω, colocada entre este transformador elevador e um outro transformador abaixador de relação de transformação 10:1, sendo a este conectado em seu secundário a carga. Pede-se, qual será a tensão sobre a carga e quais serão as perdas na linha de transmissão?
Sistema Por unidade – PU 
Grandezas como tensão, corrente, potência e impedância, podem ser transformadas na forma por unidade:
Depois que os valores de base de S e V foram escolhidos, todos os demais valores de base poderão ser computados facilmente
Sistema Por unidade – PU 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema Por unidade – PU 
 
 
Solução do Problema Proposto
Passo 1 - Na região do gerador definir os valores de base de tensão e potência, lembrando que a potência de base será a mesma para todo o sistema
Sistema Por unidade – PU 
 
 
Sistema Por unidade – PU 
Passo 2 – Passar todos os valores do sistema para pu
Sistema Por unidade – PU 
Passo 3 – Determinar os parâmetros desejados no problema: a tensão sobre a carga 
Sistema Por unidade – PU 
Passo 3 – Determinar os parâmetros desejados no problema: perdas na LT
Transformadores Trifásicos
Um gerador alimenta uma carga por meio de uma linha. Sabendo-se que: 
(1) a tensão no gerador é 220 V – 60 Hz, 
(2) a carga é de impedância constante e absorve 10 kW, fator de potência 0,7 indutivo, quando alimentada por tensão de 200 V, 
(3) a impedância da linha é (1,28+j0,80) Ω, 
Utilizando o sistema pu, pede-se: 
(a) a tensão na carga, 
(b) a potência fornecida pelo gerador, 
(c) a capacitância de um capacitor, ligado em paralelo com a carga, que torne unitário o fator de potência de conjunto (carga + capacitor); 
(d) a tensão na carga e a potência fornecida pelo gerador após a correção do fator de potência; 
(e) diagrama de fasores do circuito.
Um gerador monofásico alimenta, por meio de uma linha, um transformador, o qual alimenta, por outra linha, uma carga. São conhecidas: 
(1) a impedância da linha que liga o gerador ao transformador: (2+j4) Ω; 
(2) a impedância da linha que liga o transformador à carga: (290+j970) Ω; 
(3) a potência absorvida pela carga: 1 MVA, fator de potência 0,8 indutivo; 
(4) a tensão aplicada à carga: 200 kV 
(5) os dados de chapa do transformador: 13,8 – 220 kV, 1,5 MVA, req=3% e xeq=8%.
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