Transformadores

ET720 – Sistemas de Energia El´ etrica I
Cap´ıtulo 4: Transformadores de potˆ encia 4.1

Introdu¸c˜ ao Transformador transformer) elevador

(step-up

Transformador abaixador (step-down transformer) Transformador regulador (regulating transformer) rela¸c˜ ao ≈ 1 : 1

defasagem entrada-sa´ıda

4.2 Vantagens do uso de transformadores placements Considerar o diagrama unifilar do circuito trif´ asico e seu respectivo circuito por fase mostrados a seguir.
R
0,2Ω/fase

∼
17,3 kV

∼
900 MW fp = 1

Vf

Vf =
– 1–

X
I

17,3
√
3

300 MW

= 10 kV

Perdas de potˆ encia ativa por fase na linha de transmiss˜ ao: Pp = R | I | 2
Potˆ
encia ativa por fase fornecida pela fonte:

Pφ = | Vf | | I | fp
= | Vf | | I |

→

| I |=

Pφ
| Vf |

(fp ≈ 1)

Note que considerou-se o fator de potˆ encia visto pela fonte como unit´ ario, ou seja, o efeito da reatˆ ancia da linha foi desprezado.
Coeficiente de perdas:
Pp
R | I |2
R (Pφ / | Vf |)2
R Pφ η= =
=
=
Pφ
Pφ
Pφ
| V f |2 ou seja, o coeficiente de perdas ´ e inversamente proporcional ao quadrado da tens˜ ao → quanto maior a tens˜ ao de transmiss˜ ao, menor o coeficiente de perdas → as perdas se tornam proporcionalmente menos importantes em fun¸c˜ ao do total de potˆ encia transmitida.
No caso do circuito trif´ asico: η=

0,2 · 300 · 106
= 0,6
(10 · 103)2

logo, o coeficiente de perdas ´ e de 60%.

– 2–

Considerar agora que a transmiss˜ ao ´ e feita em um n´ıvel de tens˜ ao dez vezes maior: PSfrag replacements
17,3 kV
∼

173 kV

173 kV

17,3 kV

0,2Ω/fase ηT = 98%

ηT = 98%
900 MW fp = 1

Coeficiente de perdas na linha de transmiss˜ ao: ηLT

0,2 · 300 · 106
= 0,006
=
(100 · 103)2

ou 0,6%, ou seja, uma redu¸c˜ ao significativa (100 vezes menor).
Os transformadores inseridos no circuito tamb´ em tˆ em suas pr´ oprias eficiˆ encias. Logo, sua utiliza¸c˜ ao deve ser justificada