Equação de dimensionamento do transformador kVA
O dimensionamento do transformador começa convertendo a carga ligada para kVA, em seguida, aplica procura, crescimento, margem de carga e redução de capacidade por temperatura ambiente.
em que:
- Ligado
- Carga aparente ligada[kVA]
- P
- Potência real ligado[kW]
- PF
- Fator de potência
- hp
- Entrada de potência do motor
- η
- rendimento do motor como decimal
- D
- Fator de procura como decimal
- G
- Decimais
- Ltarget
- Carregamento do transformador alvo em decimal
- Kambient
- Fator de correção da temperatura ambiente
- Sreq
- Valor nominal necessário do transformador antes do arredondamento norma[kVA]
- Sstd
- Potência nominal normalizada do transformador selecionada[kVA]
- Isec
- Corrente secundária a plena carga[A]
- Vsec
- Tensão secundária[V]
Para transformadores monofásicos, a equação da corrente não inclui o fator √3. A seleção final deve também verificar a impedância, a corrente de irrupção, as harmónicas, a classe de arrefecimento e as condições do invólucro.
Como calcular a dimensão do transformador
O dimensionamento do transformador converte a carga ligada em potência aparente (kVA), aplica fatores de procura e de crescimento futuro, divide pela taxa de carregamento pretendida e pelos fatores de redução de capacidade devidos à temperatura ambiente e arredonda para uma potência nominal normalizada disponível.
- Escolha monofásico ou trifásico e a série de valores nominais pretendida.
- Introduza carga ligada em kW, kVA ou potência do motor.
- Aplique o fator de potência e o rendimento do motor quando necessário.
- Aplicar procura, crescimento, carga alvo e condições ambientais.
- Verifique corrente de irrupção, harmónicos, impedância, arrefecimento e proteção antes de adquirir.
Exemplo de dimensionamento do transformador
Para uma carga trifásica de 200 kW com fator de potência de 0,85,70% de procura, 20% de crescimento, 80% de carga alvo e uma suposição ambiente de 40°C usando a redução de capacidade simplificada da calculadora, a capacidade necessária é de cerca de 275 kVA. O valor nominal seguinte de referência ANSI é 300 kVA.
Sligado = 200 / 0,85 = 235,3 kVA
Sreq = 235,3 × 0,70 × 1,20 / (0,80 × 0,90) = 274,5 kVA → 300 kVA
| Entrada ou resultado | Valor |
|---|---|
| Carga ligada | 200 kW |
| Fator de potência | 0.85 |
| Procura / crescimento | 70% / 20% |
| Taxa de carregamento pretendida | 80% |
| Valor nominal preliminar | 300 kVA Referência ANSI |
kW vs. kVA no dimensionamento do transformador
Os transformadores têm potência nominal em kVA porque a sua solicitação térmica depende da tensão e da corrente, e não apenas do fator de potência da carga. Por isso, uma carga em kW deve ser convertida em kVA de entrada através do fator de potência e, no caso da potência mecânica no eixo de um motor, também do rendimento.
| Entrada de carga | Base de conversão |
|---|---|
| kVA | Usar energia aparente diretamente |
| kW | Dividir por fator de potência |
| Potência do motor em hp | Converter hp para kW, em seguida, dividir por rendimento e fator de potência |
Fatores de dimensionamento do transformador que necessitam de revisão de engenharia
A diversidade de cargas, o arranque de motores, o regime cíclico, as correntes harmónicas, as cargas não lineares, a expansão futura, a classe de arrefecimento, o invólucro, a altitude, a temperatura ambiente, as tomadas de tensão do transformador, a impedância e a estratégia de redundância podem alterar a seleção final do transformador.
Usar corrente de transformador para projeto a jusante
Depois de selecionar um valor nominal preliminar em kVA, calcule a corrente secundária a plena carga e a corrente de curto-circuito disponível. Estes valores servem de dados de partida para a verificação do disjuntor, cabo, barramento e quadro.
Continuar com: Calculadora de corrente de curto-circuitoContinuar com: Calculadora de dimensionamento de disjuntoresContinuar com: Calculadora de corrente nominal de barramentos
Pressupostos
- A redução por temperatura ambiente utiliza uma diminuição aproximada de 1% da capacidade por cada °C acima de 30 °C
- A taxa de carregamento pretendida representa a margem normal de funcionamento, habitualmente 75–80%
- Série de valores nominais normalizados é uma referência de planeamento
Avisos importantes
- A seleção final do transformador deve verificar corrente de irrupção, impedância, harmónicos, classe de arrefecimento, invólucro, aumento de temperatura e padrões aplicáveis.
- Não utilize isso como especificação de transformador certificada.