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Auto-Transformador
Um auto-transformador é um transformador cujos enrolamentos primário e
secundário coincidem parcialmente, conforme figura 2.17b, os acessos ao
primário e ao secundário são coincidentes ou com as extremidades ou com
pontos intermédios do enrolamento, sendo um dos terminais do primário
sempre coincidente com um dos do secundário. O auto-transformador é do tipo
redutor quando o número de espiras do secundário é inferior ao do primário e
do tipo elevador no caso contrário.
Em qualquer dos casos, a relação de transformação é dada pelo quociente
entre o número de espiras
Uma das consequências da coincidência parcial entre os enrolamentos do
primário e do secundário é a perda de isolamento galvânico entre as bobinas.
No entanto, o auto-transformador apresenta um vasto conjunto de vantagens
face aos transformadores comuns, designadamente no que respeita ao seu
custo (um único enrolamento e, em certos casos, com condutores de menor
secção), ao volume, à queda de tensão e ao rendimento (menores perdas nos
enrolamentos). Os auto-transformadores são vulgarmente utilizados na
elevação e na redução da tensão em redes de distribuição de energia eléctrica,
na sintonia e adaptação entre antenas e pré-amplificadores em receptores de
telecomunicações.
VANTAGENS: Para baixa relação é mais econômico; apenas um núcleo, apenas um enrolamento; reatâncias de dispersão menores ; perdas mais baixas; menores correntes de excitação.
DESVANTAGENS: Não tem isolação galvânica, o nível de isolação dos enrolamentos deverão ser a mesma.
A figura 2.17 A apresenta um transformador de dois enrolamento que foi ligado em autrotransformador
Exercicios extraído do livro de Máquinas Elétricas , A.E.FITZGERALD; CHARLES KINGSLEY, JR.; STEPHEN D. UMANS
EXERCICIO 2.7:
Um Transformador de 2400:240 V e 50 kVA é conectado em forma de auto-transformador, como mostrado na figura 2.17A, onde ab é o enrolamento de 240 V e bc é o 2400 V. (assume-se que o enrolamento de 240 V tem isolação suficiente para suportar uma tensão de 2640 V em relação a terra).
a) Calcule as tensões nominais VA e VB nos lados de alta e baixa tensão respectivamente do autotransformador. b) Calcule a potência (aparente) nominal em kVA do autotransformador. c) Calcule o rendimento a plena carga do autotransformador, operando com uma carga nominal cujo o fator de potência é 0,80 indutivo
a) VA =Vab + Vbc = 2400 + 240 = 2640 V
VB = 2400 V
b) No enrolamento de 240 V, a corrente é I = 50kVA/240 = 208 A P = 208 x 2640 = 550 kVA
No enrolamento de 2400 V, a corrente é I = 50kVA/240 = 20,8 A
A corrente de entrada do enrolamento de 2400 é IB (2640)/2400)208 = 228,8 A,
c) 0,80(550.000) = 400 kW
d) (1-803/440.803)x100% = 99,82%
b) Determine a sua potencia aparente nominal (em kVA) como autotransformador
c) Encontre o seu rendimento como autotransformador a plena carga, com um fator de potencia de 0,85 indutivo.
- Considere um transformador de 8kV:78kV e 50 MVA conectado como autotransformador
a) Determine as tensões nominais dos enrolamentos de alta e baixa tensão para esse tipo de conexão e também a potencia aparente nominal (em kVA)
b) Calcule o rendimento do transformador nessa conexão quando a sua carga nominal está sendo fornecida com um fator de potencia unitário.
5) Em Sistema Elétrico de Potência “SEP”, as empresas de energia que ma
is adquirem auto transformadores são as empresas transmissoras de en
ergia, que recebe em alta tensão e entrega também em alta tensão, exe
mplo 230kV para 138kV. Quanto as empresas distribuidoras que recebe
m em alta tensão e entrega em média tensão, tipo: 138kV para 13,8kV,
quase não utilizam auto transformador. Porquê?
RESPOSTA:A relação do numero de espiras entre a alta e a baixa tensão é pequena.
