AULA 21 - EXERCÍCIOS DE TPs

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EXERCÍCIOS DE TPs
Prof. Gênova MAIO de 2021
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLÓGIA DO CEARÁ - IFCE
CURSO: INTEGRADO EM ELETROTÉCNICA
DISCIPLINA: SUBESTAÇÕES INDUSTRAIS
PROF, GÊNOVA
1) Quais os tipos básicos construtivos de TPs
existentes?
1) Quais os tipos básicos construtivos de TPs
existentes?
TP indutivos (eletromagnético): normalmente 
aplicados até 138kV.
TP capacitivo: normalmente aplicados a partir 
de 138kV.
2) Como deve ser ligado um TP no circuito 
elétrico?
2) Como deve ser ligado um TP no circuito 
elétrico?
R. Os TPs podem ser ligados Fase-Fase em 
delta aberto ou delta fechado e Fase –terra 
em ligação Y-Y
3) Cite os meios isolantes empregados para 
isolamento dos TPs?
3) Cite os meios isolantes empregados para 
isolamento dos TPs?
R. Isolamento a seco, com resina epoxi, 
borracha, porcelana, com óleo mineral 
isolante ou a gás.
4) De acordo com a padronização e o tipo de 
isolamento a seco ou a óleo mineral isolante, 
os TPs devem ser usados até que tensões 
nominais de serviço ?
4) De acordo com a padronização e o tipo de 
isolamento a seco, a óleo mineral isolante ou 
a gás, os TPs devem ser usados até que 
tensões nominais de serviço ?
R. isolamento a seco: para tensão de serviço 
até 36 KV
Isolamento a óleo mineral isolante ou a gás: 
para tensão de serviço até 400 KV
5) Qual a faixa adequada de operação da 
tensão nominal dos TPs ?
5) Qual a faixa adequada de operação da 
tensão nominal dos TPs ?
R. Os TPs são projetados e fabricados 
geralmente para operar com uma sobretensão 
de até 10% da tensão nominal, em regime 
permanente, sem que nenhum dado lhe seja 
causado, no entanto para operação adequada 
de acordo com ABNT, devem operar na faixa 
de 90 a 110% da tensão nominal mantendo a 
sua exatidão.
6) Por que os TPs nunca devem ser curto-
circuitados no secundário ?
6) Por que os TPs nunca devem ser curto-
circuitados no secundário ?
R. Estando o TP alimentado e se houver 
necessidade de se desconectar o instrumento do 
seu secundário, este enrolamento deve ficar 
aberto, pois caso seja realizado o fechamento do 
secundário do TP com um condutor de baixa 
impedância, provocará o surgimento de uma 
corrente I2 muito elevada e consequentemente 
de I1, provocando a danificação do TP. 
7) Selecione a relação do TP mais adequada e 
defina a classe de exatidão e a carga do 
enrolamento secundário, correspondente para 
cada aplicação apresentada na tabela 
seguinte, empregando a norma brasileira 
(ABNT):
Item Característica da aplicação do TP Relação 
normalizada
Classe de 
exatidão/carga 
em VA
1 Tensão de serviço de 13.800V, utilizado
para alimentar instrumentos de medição
de faturamento, para uma carga de 20
VA
2 Tensão de serviço de 13,8KV, utilizado
para proteção, para uma carga de
100VA
3 Tensão primária de serviço de 69KV,
utilizado para alimentar uma carga típica
para calibração, para uma carga
secundária de 55VA
4 Tensão de serviço de 69/3 KV,
empregado para uma carga de medição
operacional de 7,5 VA.
5 Tensão de serviço de 13,8KV, utilizado
para alimentar aparelhos integradores
de energia, com uma carga no
enrolamento secundário de 9,2 VA.
6 Tensão de serviço primária de 69000V,
utilizado para alimentar equipamentos
de proteção, para uma carga de 15 VA
Item Característica da aplicação do TP Relação 
normalizada
Classe de 
exatidão/carga 
em VA
1 Tensão de serviço de 13.800V, utilizado
para alimentar instrumentos de medição
de faturamento, para uma carga de 20
VA
13.800/115V 0,5P25 ou 0,6P25
2 Tensão de serviço de 13,8KV, utilizado
para proteção, para uma carga de
100VA
13.800/115V 1P200, 2P200, 
3P200 ou 5P200
3 Tensão primária de serviço de 69KV,
utilizado para alimentar uma carga típica
para calibração, para uma carga
secundária de 55VA
69.000/√3 / 115V-
115/√3
0,1P75
4 Tensão de serviço de 69/3 KV,
empregado para uma carga de medição
operacional de 7,5 VA.
69.000/3/115-
115V/3
1P12,5; 2P12,5; 
3P12,5 ou 5P12,5
5 Tensão de serviço de 13,8KV, utilizado
para alimentar aparelhos integradores
de energia, com uma carga no
enrolamento secundário de 9,2 VA.
13.800/115V 0,2P12,5 
ou 
0,3P12,5
6 Tensão de serviço primária de 69000V,
utilizado para alimentar equipamentos
de proteção, para uma carga de 15 VA
69.000/√3 / 115V-
115/√3
1P25, 2P25, 
3P25 ou 5P25
8) Considere um TP de 13.800/115V. Sabendo-
se que a escala de um voltímetro indica a 
leitura direta da tensão do primário, e se a 
escala do voltímetro conectado ao secundário 
desse TP indica 9.600V, qual o valor real 
submetido ao voltímetro, admitindo um erro 
de transformação desprezível?
8) Considere um TP de 13.800/115V. Sabendo-
se que a escala de um voltímetro indica a 
leitura direta da tensão do primário, e se a 
escala do voltímetro conectado ao secundário 
desse TP indica 9.600V, qual o valor real 
submetido ao voltímetro, admitindo um erro 
de transformação desprezível?
R. K=U1/U2 =13.800/115 =120. Como 
U1=9.600V, teremos: U2=U1/K=9.600/120 => 
U2 = 80V.
9) Sabendo-se que numa medição de energia 
de uma subestação industrial, a medição em 
MT (13,8KV) pode ser feita a 2 elementos, ou 
seja utilizando 2 TPs e 2 TCs, desenhe o 
diagrama de ligação dos TPs conectados em 
delta aberto, de forma que no secundário os 3 
condutores de saída para alimentar as bobinas 
de potencial, correspondam a uma tensão de 
115V entre fases.
10). Qual a diferença básica entre um TP de 
uso externo e outro de uso interno?
10). Qual a diferença básica entre um TP de uso 
externo e outro de uso interno?
R. O TP uso externo normalmente vem dotado de um 
melhor isolamento na sua parte exterior, podendo 
inclusive, ter um NBI de maior valor (ex. TP de MT 
NI=95KV e NI=110KV), onde as buchas primárias são 
apropriadas para suportar intempéries característicos 
de vento, chuva, poeira, maresia, poluição industrial, 
etc., por conseguinte possuem buchas com saiotes 
(maior distância de escoamento) e o isolamento 
interno é proporcionado pelo óleo mineral isolante. Já 
os TPs uso interno podem ser a seco (corpo em resina 
epóxi) e não precisam de buchas com saiotes (podem 
ser lisas), uma vez que estão instalados em ambiente 
abrigado, protegido diretamente dos intempéries 
externos.
11) Especifique os TPs para aplicação na medição de 
faturamento de uma UC alimentada em 69KV, em que 
serão utilizados os seguintes medidores com as 
respectivas perdas:
a) Medidor de KWh com indicador de demanda 
máximo mecânico:
Bobina de potencial: 1,2 W e 7,8 Var;
Motor do conjunto de demanda máxima: 2,8 W e 4 Var.
b) Medidor de KVArh, sem indicador de demanda 
máxima:
Bobina de potencial: 2 W e 7,5 VAR.
R) 11.1) Para especificar corretamente um TP 
deve se saber antes de tudo qual a finalidade 
de sua aplicação, de forma a escolher 
adequadamente a sua classe de exatidão.
Como o TP vai ser utilizado para medição de 
faturamento, especificaremos a classe 
0,3.(poderia ser classe 0,5 ou 0,6%)
11.2). Determinação da carga a ser conectada 
no secundário do TP:
Potência aparente (VA):
S = √ P2 + Q2 = √ 62 + 19,32 = 20,21 VA.
Consultando a tabela padrão dos TPs verifica-se que 
deveremos especificar um TP com carga padrão 
imediatamente superior a calculada, ou seja, de 25 VA.
ESPECIFICAÇÃO COMPLETA DO TP:
- Classe de tensão nominal: 72,5KV
- Tensão Primária: 69 / √3 KV
- Tensões Secundárias: 115V e 115/√3 V
- Classe de exatidão para enrolamento 
secundário/carga: 0,3P25.
- TP com relação nominal de transformação: 
69/3 /115V-115/√3;
- TP do Grupo 2 (com 1 bucha no primário)
12)- Calcular a potência térmica do TP da 
questão 11 (Potência térmica nominal):
12)- Calcular a potência térmica do TP da 
questão 11 (Potência térmica nominal):
a) Pela norma anterior: Será utilizado TP do 
grupo 2: K = 1,33;
Logo: Pth = 1,21.K.VS
2 / ZN = 1,21x1,33x(115)
2 / 
576=36,95 VA ≈ 36 VA. O padrão exigido pela 
NBR é de 36VA, No entanto normalmente o 
fabricante garante 1000VA.
- NBI: 350KV, Freqüência 60Hz; Uso: externo; 
Meio isolante: óleo mineral isolante;
Grupo 1 = TPs projetados para ligação entre fases 
Normalmente TPs de MT.
Grupo 2 = TPs projetados para ligação entre fase e 
neutro em sistemas diretamente aterrados (1 bucha 
no primário);
Grupo 3 = TPs projetados para ligação entre fase e 
neutro em sistemas que não se garanta a eficácia do 
aterramento.
K = 1,33 para grupos 1 e 2
K = 3,6 para grupo 3.
b) Pela norma atual: Pth= (FST )
2XS = (1,2)2 x25=36V
12)- Calcular a potência térmica do TP da 
questão 11 (Potência térmica nominal):
b) Pela norma atual: 
Pth= (FST )
2x S = (1,2)2x25 = 36V.
A potência térmica calculada com a norma 
atual, coincidiu com o cálculo pela expressão 
da norma antiga.