Os transformadores são componentes importantes nos sistemas de energia elétrica e permitem a transmissão e distribuição eficiente de eletricidade. Conhecer a classificação de quilovolt-amperes (kVA) de um transformador é essencial para a seleção, instalação e operação adequadas desses dispositivos. Neste artigo, descobrimos os fundamentos da potência do transformador em kVA, deciframos os fatores que a influenciam e examinamos os métodos de cálculo subjacentes. Ao explorar este tópico, podemos entender melhor como determinar a classificação apropriada do transformador para atender aos requisitos específicos de desempenho.
Neste tutorial encontraremos a potência do transformador em KVA.
Sabemos que a potência nominal dos transformadores é sempre em kVA.
Abaixo estão as duas fórmulas simples para determinar a potência nominal de transformadores monofásicos e trifásicos.
Classificação do transformador monofásico
A potência nominal de um transformador monofásico pode ser determinada usando a fórmula de potência P = V x I, onde P é a potência aparente em volt-amperes (VA), V é a tensão em volts (V) e I é o corrente em amperes (A). Porém, é importante notar que esta fórmula fornece a potência aparente, que é o produto da tensão e da corrente sem levar em consideração o fator de potência.
P = V x I
Potência de um transformador monofásico em kVA
Para calcular a potência aparente em kVA (quilovolt-ampères), a fórmula pode ser modificada da seguinte forma:
kVA = (V x I) / 1000
Aqui está um guia passo a passo para calcular a potência aparente de um transformador monofásico:
Determinar a tensão
Meça ou determine o nível de tensão (V) no qual o transformador opera. Dependendo da aplicação, esta pode ser a tensão primária ou secundária.
Determinar a corrente
Meça ou determine a corrente (I) que flui através do transformador. Dependendo da aplicação, esta pode ser a corrente primária ou secundária.
Calcule a potência aparente.
Multiplique a tensão (V) pela corrente (I) e divida o resultado por 1000 para obter a potência aparente em quilovolt-amperes (kVA).
kVA = (V x I) / 1000
É importante notar que a potência aparente determinada a partir desta fórmula representa a capacidade máxima do transformador em termos de tratamento de tensão e corrente sem levar em consideração o fator de potência. O fator de potência leva em consideração a diferença de fase entre as formas de onda de tensão e corrente e determina a potência real (kW) que o transformador fornece.
O fator de potência deve ser considerado para determinar a potência nominal (kW) do transformador. A relação entre potência aparente (kVA), potência real (kW) e fator de potência (PF) é dada por:
kW = kVA x fator de potência
PF significa fator de potência (geralmente entre 0 e 1).
Em resumo, a potência nominal de um transformador monofásico pode ser determinada utilizando a fórmula de potência P = V x I, onde P representa a potência aparente em VA. Para obter a potência nominal aparente em kVA, divida o resultado por 1000. Porém, para determinar a potência nominal (kW), deve-se levar em consideração o fator de potência.
Avaliação de um transformador trifásico
A potência nominal de um transformador trifásico pode ser determinada usando a fórmula de potência P = √3 × V × I, onde P é a potência aparente em volt-amperes (VA), V é a tensão fase-fase em volts (V), e I é a corrente de linha em amperes (A).
P = √3V x I
Potência de um transformador trifásico em kVA
KVA = (√3V x I) /1000
Como calcular passo a passo a potência aparente de um transformador trifásico:
Determine a tensão interligada.
Meça ou determine a tensão linha a linha (V) na qual o transformador é operado. Esta é a tensão entre quaisquer duas fases do sistema trifásico.
Determine a corrente da linha.
Meça ou determine a corrente de linha (I) que flui através do transformador. Esta é a corrente em uma das linhas do sistema trifásico.
Calcule a potência aparente.
Multiplique a tensão da linha (V) pela corrente da linha (I) e multiplique o resultado pela raiz quadrada de 3 (√3). Isto dá a potência aparente do transformador trifásico em volt-amperes (VA).
Potência aparente (VA) = √3 × V × I
É importante ressaltar que a potência aparente determinada a partir desta fórmula representa a capacidade máxima do transformador trifásico em termos de tratamento de tensão e corrente sem levar em consideração o fator de potência.
Para determinar a potência real (kW) do transformador trifásico deve-se levar em consideração o fator de potência (FP). A relação entre potência aparente (VA), potência real (kW) e fator de potência é dada por
Potência real (kW) = Potência aparente (VA) × Fator de potência (PF). PF significa fator de potência (geralmente um valor entre 0 e 1).
Em resumo, a potência de um transformador trifásico pode ser determinada usando a fórmula de potência P = √3 × V × I, onde P representa a potência aparente em VA. A potência aparente determinada a partir desta fórmula corresponde à capacidade máxima do transformador. Para determinar a potência real (kW), deve-se levar em consideração o fator de potência.
Por exemplo, a figura acima mostra que a potência nominal do transformador é de 100 tensões do transformador ou altas tensões (HV) de 11.000 V = 11 kV.
A corrente contínua no lado de alta tensão é de 5,25 amperes
E
Tensões secundárias ou baixas tensões (BT) são 415 volts
A corrente secundária (corrente no lado de baixa tensão) é 139,1 amperes
Métodos de cálculo de potência do transformador
Ao calcular o desempenho do transformador, vários parâmetros devem ser considerados cuidadosamente. Um método comum é baseado nos requisitos de carga esperados e leva em consideração fatores como tipo de carga (contínua ou intermitente) e diversidade de carga. A diversidade de carga leva em consideração a probabilidade de que nem todas as cargas conectadas operem na capacidade máxima ao mesmo tempo. Outros métodos de cálculo levam em consideração padrões e diretrizes específicas da indústria e a aplicação pretendida, os requisitos de qualidade de energia e as margens de segurança.
Agora vamos ver como calcular a potência de um transformador
P = V x I (tensão primária x corrente primária)
P = 11.000 V x 5,25 A = 57.750 VA = 57,75 kVA
Ou P = V x I (tensões secundárias x corrente secundária)
P = 415V x 139,1A = 57.726VA = 57,72kVA
Descobrimos que a potência do transformador (no transformador) é de 100 kVA, mas pelo cálculo… é cerca de 57 kVA
A diferença vem do desconhecimento de que usamos uma fórmula monofásica em vez de uma receita trifásica.
Agora vamos usar esta fórmula
P = √3 x V x I
P=√3 Vx I (tensão primária x corrente primária)
P =√3 x 11000V x 5,25A = 1,732 x 11000V x 5,25A = 100,025VA (ou)
P=100KVA
Ou
P = √3 x V x I (tensões secundárias x corrente secundária)
P = √3 x 415V x 139,1A = 1,732 x 415V x 139,1A = 99,985VA (ou)
P = 99,98kVA
Considere o (próximo) exemplo abaixo.
Tensão (linha a linha) = 208 V.
Corrente (corrente de linha) = 139 A
Agora revisão do transformador trifásico
P = √3Transformador = √3 x 208 x 139A = 1,732 x 208 x 139
P = 50077VA = 50kVA
Conclusão
Em resumo, compreender os fundamentos do desempenho do transformador em kVA é fundamental para a seleção e operação de transformadores em sistemas elétricos de potência. Ao considerar fatores como requisitos de carga, níveis de tensão, fator de potência e crescimento futuro esperado, os engenheiros podem determinar uma classificação apropriada que garanta desempenho, confiabilidade e segurança ideais. O cálculo preciso da potência do transformador desempenha um papel crucial na obtenção de transmissão e distribuição eficiente de energia e na prevenção de problemas como mau funcionamento do equipamento, quedas de energia e falhas do sistema. À medida que a indústria energética continua a evoluir, manter-se a par das novas tendências e avanços permite aos engenheiros adaptar métodos de cálculo e tomar decisões informadas relativamente ao desempenho do transformador para satisfazer as necessidades em constante mudança da infra-estrutura eléctrica.
