1.2 - Transformador de Corrente

1Universidade Federal de Itajub - UNIFEIDisciplina EEL505 - Medidas

TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS PARA INSTRUMENTOS

Transformadores deTransformadores de

TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS PARA INSTRUMENTOS

Transformadores deTransformadores de

Transformador de Potencial e de CorrenteProf. Fernando Belchior Maro/2009

Transformadores de Transformadores de CorrenteCorrente

Transformadores de Transformadores de CorrenteCorrente

Universidade Federal de Itajub - UNIFEIDisciplina EEL505 - Medidas

TRANSFORMADORESDECORRENTETRANSFORMADORESDECORRENTE



TRANSFORMADORESPARATRANSFORMADORESPARAINSTRUMENTOSINSTRUMENTOS

a) ConsideraesIniciaisb) ParalelogramodeExatidoc) Exatido

d) CurvadeMagnetizao

TRANSFORMADORESDECORRENTE


e) EnrolamentosDistribudosf) PrincipaisCaractersticasg) CaractersticasConstrutivash) CaractersticasBsicasparaSeleodeTC



CONSIDERAESINICIAIS

O TC tem o primrio em sriecom o circuito que se deseja fazer amedio ou a proteo.

Obedece tambm o mesmoprincpio da transformaoeletromagntica, porm com duascondies especiais de funcionamento:


1)1) AA correntecorrente primriaprimria absolutamenteabsolutamente independenteindependente dodotransformadortransformador propriamentepropriamenteditodito..

2)2) FuncionaFunciona praticamentepraticamente ememcurtocurto--circuitocircuito..


Instalao: Externaouinterna.


CONSIDERAESINICIAIS

Representao:

Relao de transformao:

Transformador de Potencial e de CorrenteProf. Fernando Belchior Maro/20091 2

2 1

nTC

n

I nKI n

= =

n1 n2I1

I2 Zc


L2 R2

I1 I2


CONSIDERAESINICIAIS

Io

Circuito Equivalente

Em um TC as causas dos erros se apresentam de uma forma completamente diferente:as impedncias primrias no exercem qualquer influncia sobre a preciso do TC,

t i t d i d i d i i li h l d

L2 R2

IIwV1 V2 Z Zc

Io


somente introduzindo uma impedncia em srie com a linha, a qual pode serdesprezada. Assim, o erro ser unicamente devido corrente de magnetizao I0.

1 2 0I I I= + 1 2 01 1

100 100%I I II I = =


Exatido: Fatoresdeinfluncia: Projetoeconstruo;


CONSIDERAESINICIAIS

Condies do sistema eltrico (freqncia, formas de onda, camposmagnticos intensos);

CargaconectadanosecundriodoTC.

Paraserviodemedio:omximoerroadmissvelqueoTCpodeintroduzirnamediodeumapotncia.

Classes: 0 3%;


Classes:0,3%;0,6%;1,2%;3%.

Carga()

W

V I

I


1,010

1,012

1,014

Erroderelao%

1,00

1,20

1,40

FCR

1,2%

0 6%

TRANSFORMADORESTRANSFORMADORESDEDE

1,000

1,002

1,004

1,006

1,008

0,994

0,996

0,998

0

0,20

0,40

0,60

0,80

+0,60

+0,40

+0,20

0,6%

0,3%

PARALELOGRAMODEEXATIDO

CORRENTECORRENTE


0,988

0,990

0,992

0,986

ngulodefase()emminutos

+1,20

+1,00

+0,80

+1,400 10 20 30 40 50 60 7070 60 50 40 30 20 10

+


Exatido para servio de proteo: o m imo alor admiss el de erro relati o entre as correntes primria e

EXATIDO


o mximo valor admissvel de erro relativo entre as correntes primria e secundria, desde a corrente nominal at 20 vezes a corrente nominal do TC.

Classes: 5% e 10%Conforme descrito anteriormente, o erro de preciso nos TCs funo da corrente demagnetizao I0, que est relacionada tenso E2, desenvolvida no secundrio por umarelao no-linear, que dada pela curva de magnetizao do transformador.Conclumos tambm que, para uma corrente secundria I2 e um nmero de ampres-


volta secundrios n2I2, aparecer nos terminais secundrios (incluindo o consumointerno) uma tenso V2 = ZI2.A essa tenso corresponde uma induo e um campo H, dos quais se deduz o nmerode ampres-volta de excitao n2I0, que se pode representar pelas suas duascomponentes: a componente ativa n2Iw e a componente reativa n2I.


CURVADEMAGNETIZAO




CURVADEMAGNETIZAO




Melhoria da Preciso Para se obter a melhor preciso de um TC, deve-se reduzir I0 ao mnimo.

I l d d i

CURVADEMAGNETIZAO


Isso possvel de duas maneiras:

1. Utilizando ncleos com as melhores qualidades magnticas

II

I15000


H

III

5000


2. Diminuir o valor de E2.

kEI1 I2

ENROLAMENTOSDISTRIBUDOS


Tornar os valores de R2 e L2 os menores possveis. R2 at o limite tecnicamente vivel X2 0 !!!

2

2 ch

kEn f S

= 2 2TE Z I=G L2 R2

IIwV1 V2

Z

Zc



ENROLAMENTOSDISTRIBUDOS

TRANSFORMADORESTRANSFORMADORESDEDE

CORRENTECORRENTE



PRINCIPAISCARACTERSTICAS


Tipos Construtivos

Isolamento : De acordo com classe de tenso- A seco (resina epoxi) at 34,5 kV;- Papel impregnado em leo.



Tipos Construtivos

Isolamento:



E tPara uso externo e interno InternoExterno



Tipos Construtivos



Isolamento: Para uso externo e interno



- enrolado;- barra;

Tipos Construtivos PRINCIPAISCARACTERSTICAS


- barra;- ncleo bipartido;- janela;- pedestal;- um ou mais secundrioOBS.:i ) cada secundrio significa um

ncleo / enrolamento


ncleo / enrolamento.ii) secundrio de medio diferente

de secundrio de proteo e um no pode ser utilizado como outro e vice-versa.

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Na maioria dos casos um TC comporta vrios ncleos cada um com um

Tipos ConstrutivosPRINCIPAISCARACTERSTICAS


Na maioria dos casos, um TC comporta vrios ncleos, cada um com umenrolamento secundrio, porm o enrolamento primrio e o isolamento socomuns. Os ncleos so destinados a diferentes funes, como, por exemplo, umncleo que alimenta aparelhos de medio e um ou vrios outros destinados aalimentar rels de proteo.Deve-se notar que, em uma construo normal, o funcionamento de cada ncleo independente dos demais. Pode-se muito bem escolher relaes de transformaodiferentes para otimizar a construo e, por exemplo, definir o ncleo de medidaa partir da mxima corrente de carga e os ncleos de proteo em funo da


p d co e e de c g e os c eos de p o e o e u o dcorrente de falta.

4005A 20005A

ProteoMedio


CARACTERSTICASCONSTRUTIVAS



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Sinais PadronizadosPRINCIPAISCARACTERSTICAS


( - ) correntes nominais de enrolamentos diferentes ( : ) exprimir relaes nominais ( / ) separa correntes primrias ou relaes obtidas por derivaes

secundrias. Ex.: 150/200 5A ( x ) separa correntes primrias ou relaes obtidas por bobinas

srie-paralelas no primrio. Ex.: 100x200 5A


Ex.: 150x300x600-5A


9 Corrente nominal

CARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETC


As correntes e relaes normalizadas esto indicadas na norma NBR 6856 - 1992


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9 Correntenominal



Notas: Escolhe-se a corrente nominal normalizada sempre acima da corrente

de servio e verifica-se a condio 20xIn no caso de TCs de proteo. Corrente de 1 A deve ser escolhida, sempre que o comprimento da

fiao entre o TC e os aparelhos for relativamente grande, causandoquedas de tenso acima de 10%.


No caso de TCs com vrias relaes, todas elas devem estar contidasnas tabelas.

Os TCs devem ser selecionados para servio de medio, de tal modoque a corrente de servio esteja compreendida entre 10% e 100% dacorrente nominal primria.


9 Nvel de isolamento: idem TP's



9 Nvel de isolamento: idem TP s

9 Fator trmico: um fator multiplicativo da corrente nominal, para oqual o TC poder funcionar em regime permanente sem exceder o seulimite de temperatura.

Por norma ft: 1,0 - 1,2 - 1,3 - 1,5 - 2,0


Ex.TC1000 5,ft=1.2 1200 6Acontinuamente

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9 Classe e carga de exatidoMedio :



- Classes: 0,3% ; 0,6% e 1,2%

- Carga:

ABNT NBR 6856 IEEE ANSI C57.13 - 2008

Designao VA f.p

C2,5 2,5 0,9 B0,1C5,0 5,0 0,9 B0,2


C5,0 5,0 0,9 B0,2C12,5 12,5 0,9 B0,5C25 25 0,5 B1,0C50 50 0,5 B2,0C100 100 0,5 B4,0C200 200 0,5 B8,0

OBS.: A norma americana IEEE especifica o "BURDEN" em ohmsEx.: 0,6C50 ou 0,6B2,0


As cargas padronizadas dos TCs so designadas pela letra C seguida do d lt d t t d i i l

CARGADEEXATIDO


nmero de volt-ampre correspondente a corrente secundria nominal.

0 3C25


0,3C25

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Proteo :



Proteo : importante fazer uma comparao entre algumas normas:1 - Antiga norma americana (ASA)

A classe de exatido designada por 2 smbolos

H - Alta impedncia (High)L - Baixa impedncia (Low)

Tambm especificada a tenso secundria nominal: aquela que o TC fornece parauma determinada carga padro, quando a corrente secundria for igual a 20 vezes a


corrente nominal. O erro no deve ultrapassar 10% ou 2,5% conforme especificado.Ex. : 10 H 100

100 Volts (20xIn) => Z = 1 [] ou 25 [VA]

Tipo alta impedncia (High)

10 % a exatido


2 - ANSI IEEE - C57.13 - 2008A classe de exatido para TC de proteo designada por 2 smbolos que descrevem



A classe de exatido para TC de proteo designada por 2 smbolos que descrevem efetivamente o desempenho para o estado permanente.C - (Calculated) : So os TCs nos quais o fluxo de disperso no ncleo no tem efeitoaprecivel na relao de transformao dentro de limites de corrente (1 a 20 x In) ecarga padro. A relao pode ser calculada atravs das curvas de excitao e circuitosequivalentes.T - (Tested) : So os TCs nos quais o fluxo de disperso no ncleo tem efeito aprecivelna relao de transformao dentro de limites de corrente (1 a 20 x In) e carga padro.Um efeito aprecivel definido como uma diferena de 1% entre a correo de relaoatual e a correo de relao calculada usando se curvas de excitao Essa relao


atual e a correo de relao calculada usando-se curvas de excitao. Essa relaodeve ser testada.Tambm especificada a tenso secundria nominal: aquela que o TC fornece parauma determinada carga padro, quando a corrente secundria for igual a 20 vezes acorrente nominal. O erro no deve ultrapassar 10% ou 2,5% conforme especificado.

Ex. : T 100

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2 - ANSI IEEE - C57.13 - 2008



T - (Tested) :Ex. : T 100



3 - ABNT - EB-251/1972CARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETC


Os TC's para proteo so especificados:

A - alta impedncia (a reatncia secundria no pode ser desprezada)B - baixa impedncia (a reatncia secundria pode ser desprezada)

Classe : 2,5% ou 10%


20% o erro percentual quando a corrente nominal secundria (Ins) atinge20 vezes o seu valor.

Carga nominal especificada em VA.Ex. : A 10 F20 C25

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4 - ABNT - NBR6856 - SET - 1981



Os TC's de proteo devem ser enquadrados numa das seguintes classes deexatido: 5 ou 10%.Considera-se que um TC de proteo est dentro de classe de exatido se o seuerro de relao percentual no ultrapassar o valor especificado, desde a correntesecundria nominal at 20 vezes a mesma, com carga igual ou inferior anominal.

B (B i t i ) O d l t l d d t i d


B - (Baixa reatncia) - O erro de relao percentual pode ser determinado porclculo uma vez que a reatncia de disperso do enrolamento secundrio podeser desprezada.A - (Alta reatncia) - TC de alta reatncia cujo erro de relao percentual deveser determinado por ensaio de exatido.


Tenso secundria nominal:



Tenso secundria nominal: a tenso que aparece nos terminais da carga nominal imposta ao

TC, quando a corrente atinge 20 vezes a corrente secundria nominal, semque o erro exceda ao valor especificado (5 ou 10%).

Ex. : 10 A 100


OBS.: A classe de exatido em TC's com derivao no secundrio,refere-se somente ao funcionamento com o maior nmero de espiras.

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Observao final



Observao final

Nunca abrir o secundrio de um TC quando o mesmo estiver energizado!




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Obrigado pela ateno !!Obrigado pela ateno !!


FIMFIM

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