Especificações de Transformador de Corrente TC para uma Subestação Equipamentos Elétricos Helton Bernardo

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO 
UNIDADE ACADÊMICA DE CABO DE STO. AGOSTINHO 
EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS 
(2020.2/2021) 
 
HELTON BERNARDO (10/10/2021) 
ATIVIDADE 2: ESPECIFICAÇÕES DE UM 
TRANSFORMADOR DE CORRENTE (TC) 
 
 
Para especificar o transformador de corrente (TC) de uma subestação de média 
tensão, como prevê a norma regulamentadora da ABNT, a NBR6856 de 2015, 
faz necessário identificar e conhecer o modo e faixa de operação da subestação 
(Padrão CELPE). 
REQUISITOS DA 
SUBESTAÇÃO 
Tensão nominal primária (𝑉𝑝) 13,8 kV 
Tensão nominal secundária (𝑉𝑠) 380 V 
Potência Aparente (𝑆) 700 kVA 
Demanda (𝑆𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎) e corrente 
curto-circuito simétrica da SE 
(𝐼𝐶𝐶(3𝜙)) 
550 kVA e 
500 A 
Fator de potência (𝐹𝑃𝑆𝐸) 0,92 (atrasado) 
(Valores selecionados com base em subestações reais) 
Os parâmetros mínimos para especificação, segundo NBR6856/2015 do trafo 
são: Corrente nominal primária e secundária, relação nominal, tensão máxima 
de operação, frequência de operação, nível de isolamento, carga nominal, classe 
de exatidão, fator-limite regulamentado pela concessionária, número de núcleos 
para medição ou proteção, fator térmico nominal, corrente térmica nominal de 
curta duração para 1 minuto, corrente dinâmica, temperatura suportada, 
instalação e altitude instalada. 
Antes de realizar os cálculos dos parâmetros, deve-se escolher o dispositivo o 
qual o trafo será melhor adequado. Para TC de medição é preferível utilizar 
medidores digitais de fácil instalação e acoplamento. No caso, para TC de 
proteção, utiliza-se o relé de proteção cuja especificações encontram-se no 
datasheet. Para efeitos de normas, utilizou-se para configuração ao trafo: o 
dispositivo relé SEPAM SERIES 10, como se apresenta na Figura 1. 
 
Figura 1: Relé de 
proteção. Suporta 
125V~220V AC. 
Faixa de corrente 
até 10 Ampère. 
(SCHNEIDER 
ELECTRIC; 
Reference Manual, 
2009). 
 
ANA MACEDO
A especificação de um transformador de corrente implica o conhecimento prévio do emprego desse equipamento: para serviço de medição ou de proteção. No caso de TCs para serviço de medição, é necessário se determinar a carga que será acoplada ao seu secundário. No caso de os TCs destinados ao serviço de proteção, é necessário se conhecer, além da carga dos aparelhos que serão ligados ao seu secundário, as condições transitórias das correntes de defeito.
Este dispositivo foi selecionado, pois já possui um sistema integrado com função 
relé-disjuntor (equipamento interno de proteção), sua integração ao 
transformador não considera nenhuma impedância de interligação no cabo do 
secundário. Assim, para os cálculos toma-se o consumo para corrente de 
entrada de 𝐼𝑖𝑛 = 5 𝐴 corrente do secundário do trafo, a carga nominal deve ser 
inferior à 𝐶𝑛𝑚 ≤ 0,1 𝑉𝐴, como descreve na tabela do fabricante (Tabela 1). 
 
Tabela 1: Valores nominais de corrente e carga do consumo para 
transformadores de corrente em neutro ou fase (SCHNEIDER ELECTRIC; 
Reference Manual, 2009). 
De tal forma que, o limite do aparelho suporte o consumo especificado pela 
Tabela 1. 
Cálculo dos parâmetros de especificações 
o Cálculo da corrente nominal primária e secundária com base na corrente 
que circula no trafo: 
𝐼𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 =
𝑆
√3 𝑉𝑝
=
700 𝑘𝑉𝐴
√3 × 13,8 𝑘𝑉
= 29,285 𝐴 (eq. 1) 
 
Como normatiza a NBR6856/2015, pelos valores padrões nominais de correntes 
primária e secundária estabelecidos pelo item 5.1.1 da ABNT descrita na Tabela 
2, 
Tabela 2: Valores nominais de correntes para o TC (ABNT, 2015). 
 
Logo, a corrente do primário é 𝐼𝑝 = 30 𝐴 e a corrente do secundário do trafo 
também é estabelecida para o valor nominal de 𝐼𝑠 = 5 𝐴. 
o Relação nominal das correntes para o TC: 
𝑅𝑛𝑚 = 𝐼𝑝: 𝐼𝑠 → 𝑅𝑛𝑚 = 30 𝐴: 5 𝐴 → 𝑅𝑛𝑚 = 6: 1 (eq. 2) 
De acordo com a indicação da Tabela 3 da ABNT, 
Tabela 3: Valores nominais de relação vs. corrente primária (ABNT, 2015). 
As marcações nos terminais deste transformador será conforma a norma, 
simples indicada pela Figura 2 da ABNT, 
 
Figura 2: Esquema de interconexão das marcações para o trafo especificado. 
(ABNT, 2015). 
o Tensão máxima de operação e a frequência de operação: 
Mediante a normatização do procedimento de especificação, a tensão máxima 
de operação é a tensão de nominal do primário da subestação, isto é 𝑉𝑚á𝑥 =
13,8 𝑘𝑉. A frequência de operação é a padronizada pela ANEEL, correspondente 
a 𝑓𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 = 𝑓𝑟𝑒𝑑𝑒 = 60 𝐻𝑧. 
o Carga nominal: 
A única carga conectada a este transformador de corrente é a do dispositivo do 
relé de proteção, conforma a Tabela 1 fornecida pelo fabricante, o consumo será 
inferior à 0,1 𝑉𝐴, valor 
limite efetivo da carga 
nominal deste 
transformador, assim para 
a padronização prevista 
pela Tabela 4, imposta 
pela NBR6856/2015, 
sobre fator de potência 
superior à 𝐹𝑃 = 0,9. 
Tabela 4: Cargas nominais padrões (ABNT, 2015). 
o Classe de exatidão: 
Para definir a classe de exatidão de um TC de proteção deve ser consultado 
como normatiza a ABNT, os tipos mais comuns utilizados, os quais são os P, 
pois não há limite com relação ao fluxo magnético remanescente, como requer 
a Tabela 5. 
 
Tabela 5: Classes de exatidão para TC de proteção. (ABNT, 2015). 
Para a norma só a dois tipos para o tipo P, classificado pela proteção que requer 
o cumprimento da corrente de curto-circuito trifásica simétrica de 𝐼𝑐𝑐(3𝜙) = 500 𝐴, 
como prevê o item 8.3.1.2 da NBR6856/2015, 
Tabela 6: Tipos normatizados de exatidão P para TC de proteção. 
Assim, tem-se que este transformador de corrente deve ser e atender a 
requisitos na sua classe de exatidão, considerando os TCs mais utilizados na 
prática 10P. 
o Nível de isolamento do trafo: 
Mediante a norma, o nível de 
isolamento é especificado pela 
tensão máxima de operação do 
trafo, isto é, de 𝑉𝑚á𝑥 = 13,8 𝑘𝑉, 
de acordo com a Tabela 7, 
referente às tensões nominais 
inferiores à 245 kV. Portanto, o 
nível de isolamento deste 
equipamento é tabelado para 
110 kV. 
Tabela 7: Níveis de isolamento 
padrões. (ABNT, 2015). 
ANA MACEDO
há
o Fator-limite de exatidão: 
Este parâmetro é determinado pela concessionária distribuidora da região, 
(neste caso, CELPE) que determina um valor usual limite imposto de 𝐹𝑆 = 20 
(Fator de sobrecorrente). 
o Corrente térmica nominal em regime contínuo: 
O cálculo é feito tomando a razão da corrente de curto-circuito trifásica simétrica 
na rede da SE pelo fator de sobretensão especificado, 
𝐼𝑇𝑁𝐶 ≥
𝐼𝐶𝐶(3𝜙)
𝐹𝑆
≥
500 𝐴
20
≥ 25 𝐴 → 𝐼𝑝 = 30 𝐴 (eq. 3) 
 
Esta deve ser inferior a corrente do primário do trafo no ponto de conexão, a qual 
não se deve divergir tanto com relação a corrente no ponto de instalação, pois 
se não, haverá uma impedância no ramal de ligação do secundário, levando a 
redução do valor da corrente de fornecimento pela concessionária. 
o Corrente térmica em curta duração (1 s) e dinâmica nominal: 
A corrente térmica nominal por determinação das normas, NBR6856/2015, 
deverá ser, pela equação 4, 
𝐼𝑡 = 80 × 𝐼𝑝 = 80 × 30 𝐴 = 2,4 𝑘𝐴 (eq. 4) 
 
Para efeitos de ensaios, o TC deve suportar uma corrente de forma que ele não 
seja danificado elétrica ou mecanicamente na operação devido as forças de 
natureza eletromagnética, portanto, como especificado por norma; esta corrente 
deve ser pela eq. 5, 
𝐼𝑑 = 2,5 × 𝐼𝑡 = 2,5 × 2,4 𝑘𝐴 = 6 𝑘𝐴 (eq. 5) 
 
Isto significa que no transformador de corrente, uma corrente dinâmica de 6 𝑘𝐴 
transitará em 1 s, ou ainda, 6 𝑘𝐴/1 𝑠. 
o Número de núcleo 
Mediante as especificações das relações nominais simples, só haverá 
necessidade de um único núcleo para proteção. 
o Fator térmico nominal 
Estabelecido por norma, os valores nominais pela Tabela 8 do item 5.2, conforme 
ABNT, este parâmetro é calculado pela relação da corrente nominal do primário 
(ou máxima) com a corrente contínua térmica na operação, referente a equação 
6, 
𝐹𝑡 =
𝐼𝑝𝐼𝑇𝑁𝐶
=
30 𝐴
25 𝐴
= 1,2 𝑝𝑢 (eq. 6) 
 
Tabela 8: Valores nominais de fatores térmicos. (ABNT, 2015). 
o Temperatura 
Segundo prevê a norma do trafo de corrente, das possíveis classes de 
temperatura que este transformador se encontra a mais adequada será a classe 
A (T = 105 °C) considerando uma temperatura média de 55°𝐶 e 65°𝐶 nos 
enrolamentos para um fator térmico especificado de 𝐹𝑡 = 1,2, conforme os 
valores normatizados tabelados na Tabela 9 pela NBR6856/2015, uma vez que 
a isolação é solidamente neutra, 
 
Tabela 9: 
Classificação 
normatizada da 
temperatura. 
(ABNT, 2015). 
o Aterramento do equipamento 
Com o neutro solidamente aterrado, considerando um sistema terra-neutro da 
subestação. 
o Uso e Instalação do transformador: 
Ainda consoante a norma, o tipo de instalação é interno (ou interior), este estará 
instalado no interior da subestação abrigada. 
o Altitude de operação do trafo: 
Este estará instalado na região metropolitana do Recife (Capital), logo estará 
dentro das especificações de altitude (≤ 1.000 𝑚) em relação ao nível do mar. 
Especificações da Placa do TC 
Com todas as informações é possível especificar o modelo padrão da placa de 
identificação do modelo com relação ao funcionamento na SE, mostrado pela 
Figura 3. 
Figura 3: Placa de especificação mais adequada do TC para a SE proposta. 
Fonte: AUTOR. 
 
 
 
MACEDO, Ana Vitoria de Almeida. Transformadores de Corrente. 2021. 73 p. 
Nota de Aula. Apresentação em Slide (Tópico 3) da disciplina de Equipamentos 
Elétricos, UACSA-UFRPE. 
SCHNEIDER; Schneider Electric. Sepam Series 10: Electrical Network 
Protection. Reference Manual (em inglês). 2009. Disponível em 
<<https://rza.by/upload/iblock/838/Sepam%20series%2010%20-
%20Reference%20Manual_SEPED307003EN.pdf>>. Acesso em 11 out. 2021. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Especificação de 
Transformador de Corrente: Norma Brasileira, n. 5856. Rio de Janeiro, 2015. 
244 p. 
DUAILIBE, Paulo. Consultoria para Uso Eficiente de Energia. 
In.:_________________. Subestações: Tipos, Equipamentos e Proteção. 
Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca; nov. 1999. 
85 p. 
https://rza.by/upload/iblock/838/Sepam%20series%2010%20-%20Reference%20Manual_SEPED307003EN.pdf
https://rza.by/upload/iblock/838/Sepam%20series%2010%20-%20Reference%20Manual_SEPED307003EN.pdf