14 Transformadores Curso de TP´s apresentação (4h)

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS
TRANSFORMADORES DE POTENCIAL - TP´S
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Tópicos a serem discutidos
- Finalidade
- Princípio de funcionamento
- Tipos de TP's e principais componentes
- Características
- Dados de placa
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
 FINALIDADE
Um TP, pode ser definido como um transformador para instrumentos, cujo enrolamento primário é conectado a um circuito elétrico de alta tensão, que se destina a reproduzir no seu enrolamento secundário a tensão primária com sua posição fasorial substancialmente mantida em uma proporção definida, conhecida e adequada para uso com instrumentos de medição, controle ou proteção..
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
 FINALIDADE
Não apresentam grandes diferenças em relação aos 
transformadores de potência;
Não estão sujeitos a correntes de curto-circuito.
.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Basicamente, um TP é formado por um núcleo magnético de aço-silício e dois enrolamentos, um com grande número de espiras (primário) e outro com um número menor de espiras (secundário). 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Na prática qualquer transformador de potencial apresenta a tensão secundária e a primária com uma relação (Vp/Vs) diferente da relação entre espiras (Np/Ns) e com posições fasoriais diferentes. 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
 
 
Esta diferença está associada ao defasamento fasorial, chamado de erro de ângulo de fase e uma diferença em módulo, chamado de erro de relação de transformação. 
Estes erros, resultam do efeito combinado da corrente de magnetização (Io) e da corrente secundária (Is) que é função da carga.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
 OBSERVAÇÃO:
Os enrolamentos secundários de um TP que não estejam em uso devem permanecer abertos.
Por tratar-se de um equipamento com impedância elevada, suas bobinas caracterizam-se por terem muitas espiras de fio fino. 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Simbologia
 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Identificação de terminais
Letras:
H – terminal do enrolamento primário;
X – terminal do enrolamento secundário. 
Números:
Antes da letra - o algarismo indica o número dos enrolamentos,
Depois da letra - o mais baixo e o mais alto algarismo das séries indicam o enrolamento completo, os intermediários indicam as derivações em sua ordem relativa. 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Identificação de terminais
Exemplos:
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Identificação de terminais
Devemos observar ainda os seguintes detalhes 
de representação:
a) O sinal de dois pontos (:) deve ser usado para representar as relações nominais. 
Por exemplo: 120 : 1 
b) O hífen (-) deve ser usado para separar relações nominais de enrolamentos secundários diferentes. 
Por exemplo: 700 – 1200 : 1 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Identificação de terminais
c) O sinal (x) deve ser usado para separar tensões primárias nominais e relações nominais de enrolamentos destinados a serem ligados em série ou em paralelo. 
Por exemplo: 60 x 120 : 1
d) A barra (/) deve ser usada para separar tensões primárias nominais e relações nominais obtidas por meio de derivações, seja no enrolamento primário, seja no enrolamento secundário. 
Por exemplo: 60 / 70 : 1
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Polaridade dos TP´s
Segundo a ABNT, os terminais de enrolamentos diferentes marcados com o algarismo 1, são de mesma polaridade. 
 Polaridade subtrativa de um TP.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Ligação dos TP´s em circuitos elétricos
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Ligação dos TP´s em circuitos elétricos
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
Quanto ao tipo, os TP's podem ser:
 Transformador de Potencial Indutivo (TPI)
 Divisor Capacitivo de Potencial (DCP) ou Transformador de Potencial Capacitivo (TPC)
- Divisor Resistivo de Potencial (DRP) 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
TP's indutivos 
Para tensões compreendidas entre 600 V e 69 kV os
transformadores indutivos de potencial são dominantes pois seu custo é inferior ao capacitivo.
Entre 69 kV e 138 kV, não existe preferência na utilização de um tipo ou de outro, ficando a decisão a critério de cada projetista.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
TP's indutivos 
O alto custo dos TP´s indutivos, para classes de tensão acima de 145 kV, deve-se principalmente ao elevado número de espiras do enrolamento primário para tensões mais altas, o que significa mais cobre e maior isolação.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
TP's indutivos 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
TP's indutivos 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
Divisores Capacitivos de Potencial (DCP´s) ou 
Transformadores de Potencial Capacitivos (TPC´s)
Os TPC´s são utilizados para reduzir a tensão entre fase e terra de um circuito, de tal modo que se possa acoplar um TPI de dimensões reduzidas ao mesmo, obtendo-se economia nos custos de fabricação e de material.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
Um TPC´s é 
formado por capacitores 
conectados a um TP
(TP intermediário)
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
TPC's com TP intermediário
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
A capacitância Ce introduz erros de relação e ângulo de fase elevados no divisor capacitivo.
Para eliminar este inconveniente usa-se um reator sintonizado em série com a capacitância Ce. 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
Para que o reator esteja em sintonia com Ce, XL = XCe: 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
Quando o circuito está em sintonia temos XC = XL
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
A queda de tensão no circuito é desprezível e as tensões E'2 e Eb estão em fase, isto é a defasagem entre as tensões E'2 e Eb devido a corrente de carga Ib foi praticamente eliminada. 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
O divisor capacitivo é um equipamento que utiliza capacitores acoplados a indutâncias com núcleos magnéticos, cuja indutância é não-linear.
Por isso, o divisor capacitivo fica sujeito a oscilações de tensão causada pelo fenômeno de ferroressonância (XL = XC),
podendo atuar as proteções indevidamente e/ou causar danos ao DCP.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
Em um TPC a ferroressonância pode ocorrer devido à saturação do núcleo magnético do TP intermediário, que pode ocorrer após a remoção de um curto-circuito no secundário ou devido a surtos de manobra.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
Para resolver este problema é necessário que o circuito introduza uma carga capaz de amortecer as oscilações somente quando elas ocorrem. 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
(TPC's) – Transformadores de Potencial Capacitivos
O capacitor CF está em ressonância com a indutância LF a 60 Hz, apresentando uma impedância elevada. Quando a freqüência aumenta, a impedância cai e praticamente somente a resistência RF fica inserida no circuito absorvendo toda a energia da oscilação. 
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
Partes construtivas de um TPC
1) Sistema p/ expansão do óleo (Pulmão)
2) Capacitores
3) Bucha de tensão intermediária
4) Indicador de nível de óleo
5) Reator de compensação
6) Circuito de proteção contra 
 ferroressonância
7) Enrolamentos primário e secundário
8) Terminal primário
9) “Gas cushion”
10) Terminal de baixa tensão (para carrier)
11) Caixa para terminais secundários
12) Núcleo
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
Partes construtivas de um TPC
Legenda:
1) Transformador de tensão 
 intermediário com reator de 
 compensação
2) Enrolamento primário
3) Reator de compensação
4) Enrolamentos de ajuste
 (trimming)
5) Enrolamento secundário
6) Circuito de proteção contra 
 ferroressonância
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
TIPOS DE TP'S E PRINCIPAIS COMPONENTES 
Divisor Resistivo de Potencial
Têm aplicação principalmente
nos sistemas de transmissão
de potência em corrente
contínua. 
Para obtermos uma resposta
satisfatória aos rápidos
transientes de tensão,
o divisor possui capacitores
ligados em paralelo com os
resistores.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Caracteristicas dos TP´s
Os valores nominais que caracterizam os TP's são:
a) tensão primária e relação de transformação
 nominal;
b) classe de tensão de isolamento nominal;
c) freqüência nominal;
d) carga nominal;
e) classe de exatidão nominal;
 f) potência térmica nominal.
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Dados de Placa
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Dados de Placa
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Dados de Placa
*
*
*
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS – TP´s
Dados de Placa