Tipos de transformadores de corrente

Em sistemas elétricos modernos, a medição e o monitoramento precisos de correntes elétricas são essenciais para a segurança, confiabilidade e eficiência. Um dos dispositivos mais utilizados para essa finalidade é o transformador de corrente (TC). Um transformador de corrente é um tipo especializado de transformador projetado para produzir uma corrente reduzida proporcional à corrente que flui em seu circuito primário. Isso permite a medição, o monitoramento e a proteção seguros de sistemas elétricos de alta tensão sem expor instrumentos ou pessoal a níveis de corrente perigosos.

Os transformadores de corrente desempenham um papel fundamental na medição, transmissão, detecção de falhas e na garantia da estabilidade das redes elétricas. No entanto, nem todos os transformadores de corrente são iguais. Dependendo da construção, do projeto, da aplicação e dos requisitos de instalação, existem diversos tipos de transformadores de corrente, cada um adequado para diferentes casos de uso.

Este artigo explora os vários tipos de transformadores de corrente, suas características, vantagens e aplicações, fornecendo um guia completo para engenheiros, técnicos e tomadores de decisão no setor elétrico.

Classificação de Transformadores de Corrente

Antes de nos aprofundarmos em modelos específicos, os transformadores de corrente geralmente podem ser classificados de três maneiras principais:

Por tipo de construção:

TCs de tipo de ferida

TCs tipo barra

TCs toroidais

TCs de núcleo dividido

TCs tipo grampo

TCs do tipo janela

Por aplicação:

TCs de medição: fornecem dados de corrente precisos para medidores e sistemas de monitoramento.

TCs de proteção: Projetados para operar com relés de proteção, garantindo a desconexão segura dos equipamentos durante falhas.

Por ambiente de instalação:

TCs internos: instalados em painéis de controle ou de manobra.

TCs externos: construídos para suportar condições climáticas, comumente usados ​​em subestações e redes de transmissão.

Tipos comuns de transformadores de corrente

1. Transformador de corrente tipo enrolado

O TC do tipo enrolado apresenta um enrolamento primário com múltiplas espiras, conectado em série com o circuito que conduz a corrente a ser medida. O enrolamento secundário é enrolado em torno do mesmo núcleo e fornece uma corrente reduzida proporcional à do primário.

Características:

Alta precisão.

Adequado para aplicações de medição de baixa corrente.

Tamanho compacto para equipamentos de precisão.

Aplicações:

Usado em instrumentos de laboratório.

Circuitos de medição que exigem leituras exatas.

Sistemas industriais com correntes de carga relativamente pequenas.

2. Transformador de corrente tipo barra

Em TCs do tipo barra, o próprio condutor atua como enrolamento primário. Ele passa pelo núcleo magnético do TC, onde o enrolamento secundário é enrolado.

Características:

Design robusto e simples.

Não é necessário enrolamento primário, pois o barramento ou cabo cumpre essa função.

Capaz de lidar com altas correntes.

Aplicações:

Sistemas de distribuição de energia.

Aplicações industriais de alta corrente.

Conjuntos de aparelhagem e disjuntores.

3. Transformador de corrente toroidal

Um TC toroidal tem formato de rosca e não possui um enrolamento primário direto. Em vez disso, o condutor que conduz a corrente passa pela abertura no toroide.

Características:

Excelente sensibilidade.

Adequado para detectar fugas ou correntes residuais.

Fornece recursos de medição de corrente CA e de falha.

Aplicações:

Detecção de falha de aterramento.

Dispositivos de corrente residual (RCDs).

Sistemas de proteção em edifícios residenciais, comerciais e industriais.

4. Transformador de corrente de núcleo dividido

O TC de núcleo dividido é projetado com um núcleo que pode ser aberto e fechado, permitindo que seja instalado ao redor de um condutor sem desconectar o circuito.

Características:

Fácil instalação em sistemas existentes.

Ideal para aplicações de retrofit.

Portátil e conveniente para monitoramento temporário.

Aplicações:

Monitoramento de energia em instalações comerciais e industriais.

Adaptação em circuitos energizados.

Equipamento portátil de análise de energia.

5. Transformador de corrente tipo pinça

Os TCs do tipo grampo são semelhantes aos projetos de núcleo dividido, mas apresentam um mecanismo de fixação para instalação rápida e segura ao redor de um condutor.

Características:

Configuração rápida, sem necessidade de cortar energia.

Portátil e fácil de usar.

Ideal para aplicações de campo.

Aplicações:

Testes e manutenção no local.

Inspeções de serviços públicos.

Medição de corrente temporária em auditorias elétricas.

6. Transformador de corrente tipo janela

Este tipo de TC possui uma "janela" ou abertura permanente em seu núcleo por onde passa o condutor. Ao contrário dos TCs de núcleo dividido, ela não pode ser aberta, portanto, o condutor deve ser passado durante a instalação.

Características:

Alta precisão e confiabilidade.

Baixa manutenção, pois não há peças móveis.

Econômico para instalações permanentes.

Aplicações:

Sistemas de comutação.

Centros de controle de motores.

Sistemas de monitoramento de energia industrial.

7. Transformadores de Corrente Especiais

a) Transformadores de corrente de efeito Hall

Os TCs de efeito Hall são capazes de medir correntes CA e CC. Eles utilizam um sensor de efeito Hall em vez de um enrolamento secundário para detectar o campo magnético ao redor do condutor.

Vantagens: Adequado para aplicações modernas onde estão presentes correntes alternadas e contínuas.

Aplicações: Carregadores de veículos elétricos, sistemas de energia renovável e redes inteligentes.

b) Transformadores de Instrumentos Combinados

Esses transformadores integram funções de medição de corrente e tensão em uma única unidade, economizando espaço e reduzindo custos.

Aplicações: Subestações e redes de distribuição onde a compactação e a multifuncionalidade são valiosas.

c) Transformadores de corrente trifásicos

Em vez de instalar três TCs monofásicos, um TC trifásico fornece uma solução compacta para medir correntes em sistemas de energia trifásicos.

Aplicações: Plantas industriais, instalações comerciais e quadros de distribuição.

Transformadores de corrente internos vs. externos

TCs internos

Instalado dentro de invólucros de proteção, como aparelhagens de manobra.

Utilize isolamento de ar ou resina.

Protegido de condições climáticas adversas.

Aplicações: fábricas, edifícios comerciais e painéis de controle.

CTs ao ar livre

Construído com invólucros e isolamento à prova de intempéries.

Capaz de suportar exposição UV, chuva, umidade e poeira.

Normalmente usado em subestações e linhas de transmissão aéreas.

Aplicações: redes de serviços públicos, fazendas de energia renovável e projetos de eletrificação rural.

Escolhendo o transformador de corrente correto

Ao selecionar uma TC, vários fatores críticos devem ser considerados:

• Classe de Precisão: Para medições precisas, classes de precisão mais altas (por exemplo, 0.2, 0.5) são preferíveis. Para fins de proteção, a precisão pode ser menor.
• Corrente nominal: o TC deve ser compatível com a corrente de carga esperada para garantir a precisão.
• Carga: A carga conectada no circuito secundário do TC (medidores, relés) deve estar dentro de sua carga nominal.
• Isolamento e ambiente: escolha TCs internos para painéis e aparelhagens de manobra, TCs externos para subestações.
• Facilidade de instalação e manutenção: Para reformas, os TCs do tipo núcleo dividido ou grampo são convenientes. Para novas instalações, os TCs do tipo janela ou barra oferecem durabilidade.

Aplicações de transformadores de corrente

Transformadores de corrente são indispensáveis ​​em uma ampla gama de aplicações, incluindo:

• Monitoramento de distribuição de energia: garantindo operação estável em subestações e redes de serviços públicos.
• Medição de energia: registro do consumo de eletricidade em sistemas residenciais, comerciais e industriais.
• Sistemas de proteção: Trabalhando com relés para desconectar circuitos defeituosos durante curtos-circuitos ou sobrecargas.
• Monitoramento de equipamentos industriais: medição de cargas de motores, correntes de processo e integridade da máquina.
• Sistemas de energia renovável: rastreamento do fluxo de corrente em fazendas solares, instalações de energia eólica e redes inteligentes.

Conclusão

Os transformadores de corrente são componentes vitais dos sistemas elétricos modernos, garantindo o monitoramento seguro, preciso e eficiente do fluxo de corrente. Desde os modelos de núcleo enrolado e barra até os de núcleo dividido e grampo, cada TC oferece vantagens distintas para aplicações específicas. Projetos especiais, como os de efeito Hall e os trifásicos, ampliam ainda mais suas capacidades em sistemas de energia avançados.

A escolha do TC correto depende das necessidades de precisão, das classificações de corrente, do ambiente e dos requisitos de instalação. Com o tipo correto, os engenheiros podem obter medições confiáveis, proteger os equipamentos e otimizar o consumo de energia.

À medida que o setor de energia continua a evoluir com redes inteligentes, energia renovável e monitoramento digital, a demanda por transformadores de corrente confiáveis ​​só tende a aumentar. Empresas com sólidas capacidades de pesquisa e fabricação desempenham um papel crucial nesse cenário.

A Mibo Electric (CNMIBO), empresa de alta tecnologia especializada em transformadores, oferece uma ampla gama de soluções em transformadores de corrente — abrangendo núcleo dividido, tipo clamp, tipo janela, trifásico e muito mais — para atender às necessidades de sistemas elétricos globais. Por meio de inovação contínua e compromisso com a qualidade, a Mibo Electric está se tornando uma parceira confiável na indústria internacional de transformadores.