TPS E TPC'S

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Transformadores de Potencial
Introdução
Transformadores de Potencial
Introdução
Considerações Iniciais
Funções:
• Retratar as condições reais de corrente e tensão de um circuito 
elétrico com a fidelidade necessária, seja em regime permanente ou 
durante faltas.
• Isolação galvânica.
Transformadores de Potencial
•
Normalizada
Fácil utilização
Sem risco para a segurança pessoal ou Patrimonial
Introdução
Considerações Iniciais
Transformadores de Potencial
•
Três tipos básicos convencionais:
Transformadores de potencial (TPs)
Transformadores de corrente (TCs)
Transformadores de potencial capacitivos (TPCs)
Introdução
Considerações Iniciais
Transformadores de Potencial
Normas:
- NBR6820 – TPs e ensaios
- NBR6821 – TCs e ensaios
- NBR6855 – TPs Espec. ANBT
- NBR6856 – TCs Espec.
Transformadores de Potencial
•
Considerações Iniciais
Transformadores de Potencial
Função: reproduzir a tensão primária no secundário em níveis 
normalizados (115 ou 115/ [V]) – economia e segurança 
Instalação: Externa (ao tempo) ou interna (abrigada)
Representação:
Condição de funcionamento à vazio:
- Circuitos voltimétricos (30< Zc < 1200 ohms)
- Tensão secundária praticamente constante 
3
Erros Introduzidos
Transformadores de Potencial
Relação de Transformação:
Erros: Nenhum equipamento é ideal!
V1ǂ V2 em módulo e ângulo
Causa: quedas de tensão no secundário (passagem da corrente de 
carga → I2) e no primário (passagem da corrente de carga mais a 
corrente à vazio → I0 + I2)
Erros Introduzidos
Transformadores de Potencial
Fatores que determinam a exatidão:
- Projeto e construção;
- Condições do sistema elétrico, tais como a tensão e a frequência;
- Carga conectada no secundário do TP.
Erros Introduzidos
Transformadores de Potencial
- De acordo com as normas vigentes (ANSI C57.13 – ABNT NBR 6855) 
a classe de precisão de um TP, expressa em %, é o erro máximo 
admissível que o TP pode introduzir da medição de uma potência.
- Três classes: 0,3; 0,6 e 1,2.
- A ABNT prevê ainda uma classe de precisão de 3%, a qual não tem 
limite de ângulo e fase.
- As normas estipulam que os limites de erro devem ser mantidos entre 
90% e 110% da tensão nominal, entre o funcionamento à vazio e sob 
carga, com F.P. do sistema primário do TP, compreendido entre 0,6 e 
1,0, uma vez que estes limites definem os traçados dos 
paralelogramos.
Classes de Exatidão
Transformadores de Potencial
•
Especificações Básicas
Transformadores de Potencial
- Os TPs podem ser considerados como transformadores de potência
funcionando a uma carga muito reduzida, de modo que as quedas
correspondentes de tensão sejam igualmente de valor reduzido.
- Caracteriza-se por:
- Resistência e reatâncias de fuga do primário e secundário com
valores os menores possíveis.
- Corrente de magnetização relativamente fraca e uma indução
nominal fixada a um valor moderado.
Especificações Básicas
Transformadores de Potencial
Tipos
Relação única, relação dupla, com primário em duas seções; duas
relações com derivações no primário, duas relações com derivações no
secundário, dois enrolamentos secundários.
Especificações Básicas
Transformadores de Potencial
Características Construtivas
TPs do tipo seco – resina epoxi ou papel impregnado em óleo – BT –
MT – AT - EAT
Especificações Básicas
Transformadores de Potencial
Características Construtivas
TPs do tipo seco – resina epoxi ou papel 
impregnado em óleo – BT – MT – AT -
EAT
Especificações Básicas
Transformadores de Potencial
Características Construtivas
TPs do tipo seco – resina epoxi ou papel 
impregnado em óleo – BT – MT – AT -
EAT
Especificações Básicas
Transformadores de Potencial
•
Tensões Nominais 
Tabela I (NBR6855)
Especificações Básicas
Transformadores de Potencial
Tensões Nominais
• Tabela I (NBR 6855)
Sinais Padronizados
• (:) Relações nominais; (-) tensões nominais de enrolamentos
diferentes; (/) tensões e relações nominais obtidas por
derivação; (x) tensões primárias nominais de enrolamentos
série paralelo
.
Níveis de Isolamento
• NI = TA/NBI/NBS – Tabela II NBR 6821
Especificações Básicas
Transformadores de Potencial
Carga Nominal
• Soma das cargas nominais (consumo) de todos os 
instrumentos conectados no secundário do TP.
Classe de Exatidão %
• 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 0,6; 1,2; 3
• A escolha da classe de exatidão dos TPs depende da precisão
dos aparelhos a serem conectados → devem ser compatíveis
Exemplo:
» Classe 0,3% - Laboratórios, medidas de energia
» Classe 0,6% - Instrumentação geral e integradores
» Classe 1,2% - Instrumentação geral e relés de proteção
Transformadores de Potencial
Capacitivos
Transformador de Potencial Capacitivo
Considerações Iniciais
Acima de 600 V utiliza-se transformadores de potencial 
com a finalidade de: i) reduzir a tensão para medição e 
proteção reproduzindo todos os estados da rede 
(permanente ou transitório), ii) isolamento.
Há cinco tipos de TPs: TPI, TPC, divisores capacitivos, 
resistivos e mistos.
•Tensão entre 600V e 69 kV – TPIs são dominantes
•Tensão entre 69 kV e 138 kV – TPI ou TPC (com PLC 
deve-se usar TPC)
•Acima de 138 kV – TPCs são dominantes
•Divisores são utilizados em ensaios e pesquisa de 
laboratório.
Transformador de Potencial Capacitivo
TPI: é um transformador com o primário dimensionado
para a tensão a ser medida e o secundário para uma
tensão baixa, que alimenta diretamente medidores
eletrodinâmicos, como voltímetros wattímetros, etc. Tem
resposta de frequência limitada e são preferidos para
medição de potência consumida, por exemplo.
TPC: é constituído de dois condensadores em serie, a
relação da divisão é a relação de capacitâncias.
Apresenta alta impedância de saída e responde a uma
faixa de frequências bem ampla. Devido a estes fatores
normalmente é usado com medidores eletrônicos.
Transformador de Potencial Capacitivo
Considerações Iniciais
Custos de TPs e TPCs em função da tensão nominal
A diferença de custo se deve principalmente ao elevado número de bobinas 
necessárias para que um TPI possa operar na mesma tensão de um TPC.
Transformador de Potencial Capacitivo
Características Construtivas
Transformador de Potencial Capacitivo
Dados para Especificação
•Tensão máxima do equipamento e níveis de isolamento;
•Frequência nominal;
•Carga nominal;
•Classe de exatidão;
•Número de enrolamentos secundários;
•Relação de transformação nominal;
•Conexão dos enrolamentos secundários;
•Desvios de tensão nominal permitidos para os enrolamentos secundários 
mantendo a classe de exatidão.
Transformador de Potencial Capacitivo
Dados para Especificação
•Carregamento máximo dos enrolamentos secundários;
•Potência térmica nominal de cada enrolamento;
•Capacitância mínima;
•Faixa de frequência para carrier;
•Variação de frequência nominal;
•Uso interno ou externo.
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