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Mateus Henrique Ribeiro Rocha Rodrigo Dalla Costa Schmidt Os transformadores de corrente são equipamentos que permitem aos instrumentos de medição e proteção funcionarem adequadamente sem que seja necessário possuírem correntes nominais de acordo com a corrente de carga do circuito ao qual são ligados. Na sua forma mais simples, eles possuem um primário, geralmente poucas espiras, e um secundário, no qual a corrente nominal transformada é, na maioria dos casos, igual a 5 A. É aquele cujo enrrolamento primário é constituído por uma barra fixada através do núcleo do transformador TC’s de corrente de barra fixa em baixa tensão são utilizados em painéis de comando de elevada corrente, tanto para uso de proteção quanto para medição. TC de barra fixa são os mais utilizados em substações de potencia de média e alta tensões no Brasil. É aquele cujo enrrolamento primário é constituído de uma ou mais espiras envolvendo o núcleo do transformador. Se aplica em TC de até 15KV. É aquele que não possui um primário fixo no transformador e é constituído de uma abertura através do núcleo, por onde passa o condutor que forma o circuito primário. Utilizados em painéis de comando de baixa tensão em pequenas e médias correntes, ou quando não se deseja seccionar o condutor para instalar o TC. Reduz espaço no interior dos painéis. É aquele cujas características são semelhantes ao TC do tipo barra , porém sua instalação é feita na bucha dos equipamentos (transformadores, disjuntores, etc.), que funcionam como enrrolamento primário Em geral são usados na proteção quando se deseja restringir ao próprio equipamento o campo de ação desse tipo de proteção. É aquele cujas características são semelhantes às dos tipo janela , em que o núcleo pode ser separado para permitir envolver o condutor que funciona como enrrolamento primário São basicamente utilizados na fabricação de equipamentos de medição de corrente e potência ativa e reativa, já que permite obter os resultados sem seccionar o condutor ou barra sob medição. É aquele constituído de vários enrrolamentos primários montados isoladamente e apenas um enrrolamento secundário. É aquele constituído de dois ou mais enrrolamentos secundários montados isoladamente , sendo que cada um possui individualmente o seu núcleo, formado, juntamente com o enrrolamento primário, um só conjunto. É aquele constituído de um único núcleo envolvido pelo enrrolamento primário e vários enrrolamentos secundários. É aquele constituído de um único núcleo envolvido pelos enrrolamentos primário e secundário , sendo este provido de uma ou mais derivações. TC’s de baixa tensão normalmente tem o nucleo fabricado em ferro-sílicio de grãos orientados e está, juntamente com os enrolamentos primario e secundário , encapsulado em resina epóxi. O que lhe fornece: Incombustibilidade do isolamento. Elevada capacidade de sobrecarga. Elevada resistência dinâmica ás correntes de curto- circuito . Elevada regidez dielétrica. São normalmente constituidos em resina epóxi, quando destinados ás instalações abrigadas. Também são encontrados TC’s para uso interno construídos em tanque metálico cheio de oléo mineral e provido de buchas de porcelana vitrificadas. Transformadores fabricados em epóxi são normalmente descartaveis depois de um defeito interno. TC’s destinados a sistemas iguais ou superiores a 69 kV têm os seus primários envolvidos por uma blindagem eletrostática, cuja finalidade é uniformizar o campo elétrico. Transformadores de corrente instalados em subestações ao tempo utilizam suporte de concreto ou estrutura metálica. Corrente nominal e relação. Classe de tensão de isolamento. Frequência nominal. Carga nominal. Fator de sobrecorrente. Classe de exatidão. Fator térmico Limites de corrente de curta duração para efeitos térmico e dinâmico. CORRENTE PRIMÁRIA PADRONIZADA CORRENTE SECUNDÁRIA PADRONIZADA RELAÇÃO NOMINAL 5 10 15 20 25 30 40 50 60 75 100 125 150 200 250 300 400 500 600 800 1000 1200 1500 2000 2500 3000 4000 5000 6000 8000 5 1:1 2:1 3:1 4:1 5:1 6:1 8:1 10:1 12:1 15:1 20:1 25:1 30:1 40:1 50:1 60:1 80:1 100:1 120:1 160:1 200:1 240:1 300:1 400:1 500:1 600:1 800:1 1000:1 1200:1 1600:1 É definida pela tensão do circuito ao qual o TC vai ser ligado . Os TCs usados em circuitos de 13,8kV , por exemplo, têm classe 15 kV. De acordo com a ABNT, as cargas padronizadas ensaio de classe de exatidão de TCs , são: C2,5 ; C5,0 ; C7,5 ; C12,5 ; C25 ; C50 ; C75 ; C100 e C200 . A letra “C” se refere a TC e o valor após, corresponde a potência aparente (VA) da carga do TC. Por exemplo, 5VA, 7,5VA, 12,5VA, etc. Todas as considerações sobre exatidão de TC está condicionada ao conhecimento da carga secundária do mesmo. Os catálogos dos fabricantes de relés e medidores fornecem as cargas que os mesmos solicitam aos TCs . É o valor numérico que deve-se multiplicar a corrente primária nominal de um TC, para se obter a corrente primária máxima, que poderá suportar, em regime permanente, operando em condições normais, sem exceder os limites de temperatura especificados para a sua classe de isolamento. Segundo a ABNT, esses fatores são: 1,0, 1,3, 1,5 ou 2,0. É o valor eficaz da corrente primária simétrica que o TC pode suportar por um tempo determinado (normalmente 1 s), com o enrolamento secundário curto-circuitado, sem exceder os limites de temperatura especificados para sua classe de isolamento. Em geral, é maior ou igual à corrente de interrupção máxima do disjuntor associado. É o maior valor eficaz de corrente primária assimétrica que o TC deve suportar durante determinado tempo (normalmente 0,1 s), com o enrolamento secundário curto-circuitado, sem se danificar mecanicamente, devido às forças eletromagnéticas resultantes. Segundo a norma VDE, vale 2,5 vezes o limite para efeito térmico, nas classes entre 10kV e 30 kV ; e 3 vezes, nas classes entre 60kV e 220 kV. A maioria dos transformadores de corrente tem polaridade subtrativa, sendo inclusive indicada pela NBR 6856/81. Somente sob encomenda são fabricados transformadores de corrente com polaridade aditiva. Erro elevado. Distorção da forma de onda da corrente secundária. Saturação por corrente alternada: acontece quando a componente fundamental da corrente primária é de magnitude superior ao fator de sobrecarga vezes a corrente primária nominal. Saturação por corrente DC: ocorre pela componente DC da corrente primária, comumente presente no primeiros ciclos das correntes de curtos-circuitos. Transformadores de corrente para medição propiciam o registro dos valores pelos instrumentos medidores sem que estes estejam em ligação direta com o circuito primário da instalação. Além de representar uma elevada segurança aos operadores e leituristas, os transformadores de corrente têm a finalidade de proteger os instrumentos de medida contra sobrecargas ou sobrecorrentes de valores muito elevados. Isto é possível, porque o seu núcleo é especificado para entrar em saturação para correntes superiores à corrente nominal vezes o fator de sobrecorrente. para aferição e calibração dos instrumentos de medida de laboratório : 0,1; alimentaçãode medidores de demanda e consumo ativo e reativo para fins de faturamento: 0,3; alimentação de medidores para fins de acompanhamento de custos industriais: 0,6; alimentação de amperímetros indicadores , registradores gráficos, reles de impedância, relés diferenciais , reles de distância, reles direcionais : 1,2; alimentação de reles de ação direta, por exemplo, aplicados em disjuntores primários de subestações de consumidor: 3,0 Os transformadores de corrente destinados à proteção de sistemas elétricos são equipamentos capazes de transformar elevadas correntes de sobrecarga ou de curto-circuito em pequenas correntes, propiciando a operação dos relés sem que estes estejam em ligação direta com o circuito primário da instalação, oferecendo garantia de segurança aos operadores e facilitando a manutenção dos seus componentes. TC de proteção tem classe de exatidão de 10%, levando em conta somente o erro de relação. Ao contrário dos transformadores de corrente para medição, os TC's para serviço de proteção não devem saturar para correntes de elevado valor, tais como as que se desenvolvem durante a ocorrência de um defeito no sistema. Caso contrario, os sinais de corrente recebidos pelos relés estariam mascarados, permitindo, desta forma, uma operação inconseqüente do sistema elétrico. Assim, os transformadores de corrente para serviço de proteção apresentam um nível de saturação elevado. Classe B: são aqueles cujo enrolamento secundário apresenta reatância que ser desprezada. Nesta classe, estão enquadrados os TC's com núcleo toroidal ou simplesmente TC's de bucha; Classe A são aqueles cujo enrolamento secundário apresenta uma reatância que não pode ser desprezada. Nesta classe, estão enquadrados todos os TC's que NÃO se enquadram na classe B. Transformadores de Corrente são projetados para funcionarem tão próximo quanto possível dos transformadores ideais. Sendo assim: I2 = (N1\N2)I1
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