TRANSFORMADOR DE CORRENTE DE MÉDIA E ALTA TENSÃO

Transformadores de Instrumentos de Média e Baixa Tensão (TCs e TPs) - Perguntas Frequentes (FAQ)

• =/P: TCs de medição e TCs de proteção podem ser usados ​​de forma intercambiável?

  R: Absolutamente não recomendado!

  TCs de Medição: Possuem uma seção transversal pequena do núcleo, projetada para saturar facilmente. Durante uma falha de curto-circuito, o núcleo satura rapidamente, limitando a corrente secundária e protegendo os medidores conectados contra danos. No entanto, ele não consegue transformar a corrente de falha com precisão, o que pode causar a falha dos relés de proteção (à prova de falhas para medidores).

  TCs de Proteção: Possuem uma seção transversal de núcleo maior com alta capacidade antissaturação. Podem transformar com precisão altas correntes de falta para garantir a operação dos dispositivos de proteção. No entanto, sua precisão de medição em correntes baixas normais não é tão alta quanto a dos TCs de medição.

• =/P: Como escolher o TC certo para meu projeto?

  A: Considere os seguintes parâmetros principais:

  Tensão nominal: deve ser igual ou maior que a tensão nominal do sistema no ponto de instalação (ex.: 0.66kV, 10kV, 35kV).

  Relação: Selecionada com base na corrente nominal da linha e na faixa de medição desejada. A corrente operacional normal deve estar idealmente em torno de 60-80% do valor nominal secundário do TC.

  Classe de precisão:

  TCs de medição: comumente 0.2S, 0.5, classe 1. Usados ​​para medição e instrumentação de energia, exigindo baixo erro em condições normais de carga.

  TCs de Proteção: Comumente 5P10, 10P20, etc. O "P" significa Proteção. O número (10 ou 20) é o Fator Limite de Precisão (FAL), que indica o múltiplo da corrente nominal até o qual o TC mantém sua precisão, garantindo que os relés de proteção operem de forma confiável durante falhas.

  Saída nominal (VA): A carga total (impedância) de todos os instrumentos, relés e cabos conectados no circuito secundário não deve exceder a capacidade nominal de saída do TC, caso contrário, o erro aumenta.

  Estilo de montagem: tipo janela (tipo barra), tipo bucha, tipo suporte, etc., escolhido com base no projeto e na economia do quadro de distribuição.

• =/P: Como escolher o VT certo para meu projeto?

  A: Considere os seguintes parâmetros:

  Tensão nominal: A tensão nominal primária deve corresponder à tensão do sistema (por exemplo, 10/√3 kV). A tensão nominal secundária é normalmente 100/√3 V (para tensão de fase) ou 100 V (para tensão de linha ou conexão delta aberta).

  Classe de precisão: Medição常用 0.2, classe 0.5; Proteção常用 3P, classe 6P.

  Saída nominal (VA): Assim como nos TCs, a carga total conectada não deve exceder a capacidade nominal do TP.

  Conexão do enrolamento: comumente V/v (delta aberto), Y/y (estrela/estrela), YN/yn (com enrolamento residual), escolhido com base na conexão do sistema e no esquema de proteção.

• =/Q: Leituras imprecisas do medidor de energia – isso pode estar relacionado a TCs/TVs?

  R: Muito provável. Causas comuns incluem:

  Relação CT/VT incorreta: a relação marcada no dispositivo não corresponde à relação configurada no medidor/sistema.

  Polaridade invertida: causa cálculo incorreto da direção do fluxo de energia.

  Carga secundária excessiva: muitos dispositivos conectados ou fios longos/finos fazem com que a carga real exceda a VA nominal do transformador, aumentando o erro.

  Conexão ruim ou circuito aberto menor no secundário do TC: causa leituras baixas ou flutuantes.

  Precisão do transformador degradada: devido à sobrecarga ou envelhecimento de longo prazo.

• =/Q: Mau funcionamento do relé de proteção (disparo falso) ou falha na operação – isso pode estar relacionado aos TCs?

  A: Sim.

  Mau funcionamento: Múltiplos aterramentos no circuito secundário do TC introduzindo interferência; ou um TC de proteção com características de saturação ruins distorcendo a forma de onda da corrente durante uma falha, introduzindo harmônicas que confundem o algoritmo do relé.

  Falha na operação (desarme incômodo): relação do TC selecionada muito alta, tornando a corrente de falha no lado secundário muito pequena para ativar o relé; ou um circuito aberto ou curto-circuito no circuito secundário do TC.

• =/P: O que são um Transformador de Corrente (TC) e um Transformador de Tensão (TP)? Qual é a sua principal função?

  A: Transformador de Corrente (TC): Um dispositivo que converte proporcionalmente uma alta corrente primária de um sistema de energia em uma baixa corrente secundária padrão (tipicamente 5 A ou 1 A). Suas principais funções são isolamento e medição, fornecendo um sinal de corrente seguro e padronizado para instrumentos de medição e relés de proteção.

  Transformador de Tensão (TP): Um dispositivo que converte proporcionalmente uma alta tensão primária de um sistema de energia em uma baixa tensão secundária padrão (tipicamente 100 V ou 100/√3 V). Suas principais funções também são isolamento e medição, fornecendo um sinal de tensão seguro e padronizado para instrumentos de medição e relés de proteção.

• =/P: O que é a "Razão"? Como ela é entendida?

  R: A relação é um dos parâmetros mais importantes de um transformador, indicando a proporção de conversão.

  Relação TC: Por exemplo, "600/5 A". Isso significa que quando a corrente primária é 600 A, a corrente de saída secundária é 5 A. A relação Kn = 600 / 5 = 120.

  Relação VT: Por exemplo, "10 kV/100 V". Isso significa que quando a tensão primária é de 10 kV, a tensão de saída secundária é de 100 V. A relação Kn = 10000 / 100 = 100.

• =/P: Qual é o princípio de funcionamento dos TCs e VTs?

  R: Ambos operam no princípio da indução eletromagnética.

  TC: Funciona como um transformador elevador. Possui poucas espiras primárias (N1) conectadas em série com o circuito e muitas espiras secundárias (N2). De acordo com a relação I1 / I2 = N2 / N1 = Kn (Relação), ele transforma uma corrente alta (I1) em uma corrente baixa (I2).

  VT: Funciona como um transformador "redutor". Possui muitas espiras primárias (N1) conectadas em paralelo com o circuito e poucas espiras secundárias (N2). De acordo com U1 / U2 = N1 / N2 = Kn (Razão), ele transforma uma alta tensão (U1) em uma baixa tensão (U2).

• =/P: O que devo fazer se descobrir um circuito aberto no secundário de um TC?

  A: Esta é uma emergência! Responda imediatamente:

  1.  Relatório: Informe imediatamente o operador do sistema (despachante) e o responsável.
  2.  Desligar: Solicite um desligamento de energia o mais rápido possível. Se a desenergização for impossível, tente reduzir a corrente de carga.
  3.  Isolar: Estabeleça um perímetro seguro para manter outras pessoas afastadas.
  4.  Retificação: Uma pessoa qualificada, usando EPI adequado (luvas e botas isolantes), deve usar ferramentas isolantes para curto-circuitar com segurança os terminais secundários no bloco de terminais do TC. Se o ponto aberto for óbvio e fácil de consertar, repare-o imediatamente.
  5.  Importante: Nunca tente manusear isso com as mãos desprotegidas!

• =/P: O que devo procurar durante inspeções de rotina de transformadores de instrumentos?

  R: Ruído anormal: zumbido, sons de descarga ou zumbido intenso (pode indicar quebra do isolamento ou afrouxamento interno).

  Superaquecimento: Verifique a temperatura manualmente (cuidado!) ou com um termômetro infravermelho. Aumentos anormais de temperatura são preocupantes.

  Cheiro incomum: Cheiro de queimado, odor de ozônio.

  Aparência física: Verifique se há rachaduras, contaminação ou traços de descarga em isoladores de porcelana; vazamentos de óleo ou nível anormal de óleo em unidades cheias de óleo; envelhecimento ou rachaduras em invólucros de borracha de silicone.

  Circuitos secundários: verifique se há conexões de terminais soltas ou corroídas.

• =/P: Por que não podemos medir altas correntes e tensões diretamente com medidores?

  R: Por dois motivos principais:

  Segurança: Sistemas de média e baixa tensão podem ter correntes de até milhares de amperes e tensões de até 35 kV. A medição direta é extremamente perigosa para pessoas e equipamentos. Transformadores isolam a alta tensão e a corrente no lado primário, fornecendo um sinal seguro e de baixa energia no lado secundário.

  Economia e Padronização: A fabricação de medidores que suportam diretamente alta tensão e corrente é muito cara e resulta em dispositivos volumosos. Transformadores permitem que todos os instrumentos secundários e dispositivos de proteção sejam projetados com padrões uniformes (5 A, 100 V), permitindo padronização e economia.

• =/P: Por que o lado secundário do TC deve ser aterrado de forma confiável e por que somente em um ponto?

  R: Motivo do aterramento: Para evitar que a alta tensão primária atravesse o isolamento e entre no circuito secundário, colocando em risco pessoas e equipamentos.

  Motivo do aterramento de ponto único: Múltiplos pontos de aterramento criam loops de aterramento. Diferenças de potencial entre diferentes pontos de aterramento podem causar correntes circulantes no circuito secundário, levando a erros de medição maiores e potencialmente causando o funcionamento incorreto dos relés de proteção (operação incorreta).

• =/P: Por que o circuito secundário de um TC nunca deve ser aberto durante a operação?

  R: Quando o secundário de um TC está aberto, a corrente primária se transforma em corrente de magnetização, causando saturação acentuada do núcleo e superaquecimento drástico. Simultaneamente, uma tensão muito alta (milhares de volts) é induzida nos terminais secundários. Isso é extremamente perigoso e pode romper o isolamento, danificar equipamentos e ameaçar seriamente a segurança do pessoal. Ao trocar medidores em um circuito TC, os terminais secundários devem ser curto-circuitados de forma confiável com um elo ou fio de curto-circuito.

• =/P: Por que o circuito secundário de um VT nunca deve entrar em curto-circuito durante a operação?

  R: A tensão secundária de um TP é baixa em operação normal, mas sua impedância interna é muito baixa. Um curto-circuito no lado secundário causará uma corrente de curto-circuito muito alta, queimando os enrolamentos do TP. Portanto, fusíveis ou disjuntores em miniatura (MCBs) devem ser instalados no lado secundário do TP para proteção.