ETEC-TP E TC rev4

8/16/2019 ETEC-TP E TC rev4

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DISCIPLINA: MÁQUINAS ELÉTRICAS III

1. TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS

Com o objetivo de redução de perdas, devido as suas grandes extensões, o sistemaelétrico de potência exige o uso de correntes e tensões cada vez mais elevadas.Para que sejam controlados e protegidos, estes sistemas utilizam instrumentos demedição e proteção que necessitam receber inormações destas grandezas. Como éinvi!vel economicamente o uso de instrumentos que meçam diretamente astenções e correntes das lin"as, utilizam#se os transormadores de instrumentos quepossuem os seguintes objetivos$

# %limentar o sistema de proteção e medição com tensão e corrente reduzidas, masproporcionais &s grandezas dos circuitos de orça'

# Proporcionar isolamento entre o circuito de alta tensão e os instrumentos e,consequentemente, segurança pessoal'

Para a transormação dos valores de corrente e tensão do sistema de potência, sãoutilizadaso, respectivamente$

• (ransormador de corrente ) (C*'• (ransormador de potencial )(P*.

Portanto, os transormadores para instrumentos são dispositivos projetados econstru+dos especiicamente para alimentarem instrumentos de medição, controle oude proteção. (ensões e correntes prim!rias são transormadas para valoressecund!rios adequados para uso em relês, medidores e outros instrumentos. mgeral --/01 e /%1.

xistem dois tipos de transormadores para instrumentos$ -2. 3 (ransormador de potencial 3 (P4ão equipamentos abaixador de tensão, capazes de transormar as tensões

da carga)prim!ria* na relação, em geral, de 0p56-- ou 0p5--678 0, propiciando oregistro dos valores pelos instrumentos medidores )relés, medidores etc* sem queestes estejam ligação direta com o circuito prim!rio da instalação. 9 enrolamentoprim!rio é ligado em derivação com o circuito alimentador.

:2. 3 (ransormador de Corrente 3 4ão equipamentos abaixador decorrente, capazes de transormar as correntes de carga)prim!ria* na relação, emgeral, de ;p6 %, propiciando o registro dos valores pelos instrumentos medidores)relés, medidores etc* sem que estes estejam ligação direta com o circuito prim!rioda instalação. 9 enrolamento prim!rio é ligado em série com o circuito alimentador.

% ig. - representa um relé de proteção sendo alimentado por transormadores de corrente e potencial.

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Fig. 1-diagrama trifilar

Na prática todo equipamento de medição/proteção é dotado de uma chave deaferição comumente identificada de PK-2, LK-2 ligada entre o !P/!" e orelé/medidore a fim de iolar o relé/medidore quando o memo neceitaremde manutenção#

$ chave de aferição tem uma função quando for a%erta para a funç&e acimacitada' curto circuitar o !"() e a%rir o !P() pelo eguinte motivo'

- % corrente prim!ria do (C depende da carga ligada ao circuito externo,portanto se o circuito secund!rio é aberto, corrente secund!ria, zero, não "aver! oeeito desmagnetizante azendo com que a corrente de excitação ique igual &corrente prim!ria. ;sto tem por conseq


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Fig. 2 -diagrama trifilar chave de aferição

1.1.TRANSFORMADOR DE POTENCIAL

1.1.1 Introdução

9 transormador de potencial, ou (P, é um transormador como outro qualquer,sendo o enrolamento prim!rio ligado em derivação aos terminais do circuito do qualse deseja medir a tensão enquanto o secund!rio é ligado aos terminais de potencialde um ou mais instrumentos de medição, controle ou proteção. (odos ligados emparalelo. % tensão no circuito secund!rio é normalmente menor, sendo na pr!ticaconsiderado um redutor de tensão.

9s (P=4 são dimensionados para suportarem uma sobretensão de -> ou?@> de tensão prim!ria nominal, com req


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elevação de temperatura. 4ão utilizados para alimentar instrumentos de altaimpedAncia )volt+metros, bobinas de potencial de medidores, etc.* acarretando nosecund!rio uma corrente ;s muito pequena, uncionando quase a vazio.

% igura a seguir, representa de orma simpliicada a ligação de um (P, que é

um elemento redutor de tensão. 4ão normalmente dimensionados para uma tensãonominal secund!ria padronizada de --0) ase#ase* ou --78) ase#neutro*. %tensão nominal prim!ria depender! da tensão prim!ria que ser! aplicada ao mesmo. %s tensões m!ximas normalizadas dos (P=s em B0 rms são 0,6 1,2 7,2 1 2,!"6,2 72, #t$ 76 %&.

uando se aplica no prim!rio de um (P a tensão nominal para o qual omesmo oi projetado, obtém#se no secund!rio a tensão de 11 &. uando a tensãoaplicada no prim!rio é menor ou maior que a nominal obtém#se no secund!rio umatensão menor ou maior que 115 V. 9s (P=s podem ser dimensionados para seremligados entre ases e neutro, tendo assim como tensão prim!ria a tensão entre ases

dividida por √3 e como tensão secund!ria nominal 115/√3 ou 115 V.

% Delação Eominal do (ransormador de Potencial )D(P* é igual ao valor que seobtém quando se divide a tensão prim!ria )F-* pela tensão secund!ria )F:*, ou igualao valor da relação entre o nGmero de espiras do enrolamento prim!rio )E-* e onGmero de espiras do enrolamento secund!rio )E:* do (P.

xemplo$ um (ransormador de Potencial para sistema prim!rio de -8,H B0 etensão secund!ria de -- 0. Calcular D(P.

% tensão secund!ria dos (ransormadores de Potencial utilizados para medição deenergia é padronizada pela norma EID JH da %IE( em -- 0 para as ligações

entre ase e ase e, aproximadamente -- 0 para as ligações entre ase e terra.

uando se utiliza transormador ligado entre ase e terra )medição com 8 (Ps e 8(Cs*, a relação de transormação é arredondada na abricação do equipamento,conorme a norma EID JH da %IE(. Eeste caso divide#se a tensão prim!ria por78 K -,L8:.

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Fig. 3-diagrama unifilar !P

$ potencia nominal e a clae de iolação do tranformadore de potencial ão padroni8ada pela $9N!, conforme a ta%ela no $ne7o 4# $ função do !P éreprodu8ir a tenão primária no ecundário em n:vei normali8ado ++; 1 entrefae e ++;/ de ?edição ' *ai7a de operação' 1 @ +,+ n

!P> de Proteção ' *ai7a de operação' 1 ,; @ +,6 n

. !P de proteção pouem maiore erro normali8ado e maiore fai7a deoperação que o !P de medição#

Instalação: A7terna 1ao tempo ou interna 1a%rigada

1.1.2 C'#(() d) E*#t+dão

Mevido aos erros existente no (P, como qualquer m!quina eletromagnética,que variam com o tipo de carga que é ligada ao seu secund!rio , são ixadascondições de ensaio, de acordo com as normas técnicas existentes, para sedeterminar as condições de aplicação dos mesmos e a qualidade dosequipamentos que implica em custos maiores ou menores. %ssim é deinida a classede exatidão dos (P=s. Fm (P pode ser enquadrado em uma ou mais das classes deexatidão abaixo, conorme a sua aplicação.

Fm (P est! dentro de sua classe de exatidão quando o ponto dado peloFator de Correlação de Relaçao ) FCRp* e pelo Ãngulo de Fase ) y * estiver

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dentro do paralelogramo de exatidão. Pode#se usar, também, o rro de Relação)! p* e o Angulo de ase.

Por exemplo, para um (P de classe @,8 o Nator de Correlação de Delaçãodeve estar entre os limites de @,??L a -,@@8.

Me acordo com as normas vigentes )%E4; CL.-8 3 %IE( EID JH* aclasse de precisão de um (P, expressa em >, é o erro m!ximo admiss+vel queo (P pode introduzir na medição de uma potência'O (rês classes$ @,8' @,J e -,: 'O % %IE( prevê ainda uma classe de precisão de 8>, a qual não tem limitede Angulo de ase'O %s normas estipulam que os limites de erros devem ser mantidos entre ?@>e --@> da tensão nominal, entre o uncionamento a vazio e sob carga, com pno sistema prim!rio do (P, compreendido entre @,J e -,@, uma vez que esseslimites deinem o traçado dos paralelogramos.

Para o (P a classe de exatidão exprime nominalmente o erro esperado dotransormador de tensão levando em conta o erro de relação de transormação e oerro de deasamento entre a tensão prim!ria e secund!ria.

Fig. "-Paralelograma e7atidão !P

1.1." ru-o d) L+#ç/)(

Me acordo com o tipo de conexão e do aterramento do sistema onde o (Pser! instalado, o mesmo pode ser classiicado nos seguintes grupos de ligação

1.1.3.1 #rupo de $igação 1% $igação Fase/Fase

9 (P do grupo deve ser capaz de suportar continuamente sobretensão de->. 4ua potência térmica nominal )dissipação de calor* deve ser no m+nimo -,88vezes a maior carga nominal ou a soma das maiores cargas, no caso de (P commais de um secund!rio. % elevação de temperatura não deve exceder a este limite.

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1.1.3.2 #rupo de $igação 2 % $igação Fase/&eutro

Fsado em sistemas diretamente aterrados. %s exigência são as mesmas dogrupo -, descritas anteriormente.

1.1.3.3 #rupo de $igação 3 % $igação Fase/&eutro

Ftilizado em sistemas com aterramento deiciente, que não garanta a suaeic!cia, tendo em vista que, em um sistema de neutro isolado, o (P pode ser submetido & tensão ase#ase no caso de contato de uma ase para a terra, o mesmodeve suportar continuamente ?@> de sobretensão e a potência térmica nominaldeve ser 8,J vezes a maior carga nominal, ou a soma das cargas.

1.1. F#tor)( d) Sor)t)n(ão 9 ator de sobretensão é utilizado para deinir condições de sobretensão durante

altas & terra em sistemas tri!sicos não aterrados. % (abela abaixo apresenta essesatores.

N%(9D4 M 49ID(E49

Qrupo de ligação cont+nuo 8@ segundos

- -,- -.-

: -,- -.

8 @,? -.? Fig. 5 -N9B 0C;;- *atore de o%retenão

C'#((++3#ção 4u#nto # A-'+3#ção

9 (P pode ser classiicado de acordo com o ambiente e o meio isolante)dielétrico* como uso interno ou uso externo, como geralmente é utilizado, conormedescrição do dielétrico abaixo$

Fig. ' -"laificação/aplicação7


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1.1. Po'#r+d#d) do( TP5S

% polaridade dos transormadores relaciona o sentido instantAneo das tensões

prim!rias e secund!rias nos seus terminais. Eum transormador, diz#se que oterminal ( 1 do secund!rio tem a mesma polaridade do terminal ) 1 do prim!rio se,quando a corrente I 1 percorre o enrolamento prim!rio de ) 1 para ) 2 , no mesmoinstante a corrente I 2 percorre a carga ( 1 para ( 2 . Conorme a disposição externadada aos terminais da mesma polaridade, os transormadores podem ser depolaridade aditiva ou subtrativa.

1.1.5.1 *olaridade +diti,a

9s terminais de mesma polaridade não são adjacentes, isto é, quando elesestão colocados externamente em diagonal.

1.1.5.2 *olaridade -utrati,a

9s terminais de mesma polaridade são adjacentes, isto é, quando eles nãoestão colocados externamente em diagonal

1.1.6 D+)n(+on#)nto do TP Para especiicar um (P para medição de energia elétrica para aturamentode um consumidor atendido em J? B0, com medição de BR", com demanda, eSvar" com dois elementos )ligação entre ases*, teremos$

C'#(() d) E*#t+dão$ Ftilizando a tabela da classe de exatidão obteremos a classe@,8

C#r# No+n#'$ sta diretamente relacionada com a carga a ser ligada nosecund!rio do (P. stes dados são obtidos junto ao abricante )prTxima tabela*.

4endo - a potência aparente, teremos$ - √0'42 16342 7 , logo 4 K :@,:- 0%

;nstrumento Uatt var

Iobina de potencial)SU"* -,: L,HIobina de potencial)SU"* :,@ L,Votor 3 demanda m!xima :,H W,@

total J,@ -?,8 Fig. 8 -!a%ela de conumo

Consultando a tabela de cargas no (P veremos que o (P deve ter carga nominal de: 0% que corresponde & carga padronizada para ensaios de exatidãoimediatamente superior ao calculado.

Potn3+# T$r+3# No+n#'$ X a m!xima potência dissipada em calor, devido ao

eeito joule, dentro dos limites m!ximos de operação do (.P. Y a maior potênciaaparente que um (P pode ornecer em regime cont+nuo, sob tensão e req


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Para os ru-o( d) '+#ção 1 ) 2, a potência térmica nominal não deve ser inerior a 1,"" vezes a carga mais alta em 0%, reerentes & exatidão. Para o ru-od) '+#ção ", a potência térmica nominal não deve ser inerior a ",6 vezes a cargamais alta em 0%, reerente & exatidão do (.P.

xemplo$ Fm (P do grupo - com enrolamento @,8P: ter! a potência térmicanominal PK-,88x:, PK88,: 0% que é a potência térmica m+nima especiicada, comas especiicações abaixo.

(ensão Prim!ria$ J?.@@@ 0

(ensão 4ecund!ria$ -- 0

Delação Eominal$ J@@$- )tabela @8*

Nreq


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@J 3 %o medir a tensão na c"ave de aerição, com relação do (P, e veriicado suainexistência )tensãoK@*, ica caracterizado que o equipamento encontra#se comproblema, devendo ser substitu+do imediatamente, depois de veriicar se o cabo nãose encontra partido.

@L 3 uando o (P estiver energizado no prim!rio, o secund!rio nunca deve icar curto#circuitado, ou mel"or, ele deve icar aberto alimentando uma carga

Fig. 6-!PD) indutivo

1.1.7 Tr#n(or#dor d) Pot)n3+#' C#-#3+t+9o. tranformador de potencial capacitivo %aicamente utili8a doi con5unto decapacitore que ervem para fornecer um divior de tenão# )ão contru:donormalmente para ten&e iguai ou uperiore a +=C E# . equema %áico do !P,onde e vF que o primário contitu:do por um con5unto "+ e "2 de elementocapacitivo em érie# G ligado entre fae e terra, havendo uma derivaçãointermediária 9, correpondente a uma tenão da ordem de ; E a +; E, paraalimentar o enrolamento primário de um !P tipo indução intermediário, o qual

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fornecerá a tenão 2 ao intrumento de medição e de proteção ali intalado#

Fig. 1 -!PD) capacitivo

1.1.! C#r#( P#dron+:#d#(

Fig. 11-!PD) carga padroni8ada

1.2.TRANSFORMADORES DE CORRENTE

1.2.1 Introdução9 transormador de corrente, ou (C, é um transormador comum com

caracter+sticas prTprias para ser instalado com medidores de energia elétrica sendoo enrolamento prim!rio ligado em série ao circuito que se deseja medir a correnteenquanto o secund!rio é ligado aos terminais de corrente de um ou maisinstrumentos de medição, controle ou proteção. % corrente no circuito secund!rio é

normalmente menor, sendo na pr!tica considerado um redutor de corrente. 9secund!rio de um (C é normalmente empregado para alimentar instrumentos

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elétricos de baixa impedAncia )amper+metros, bobinas de corrente de medidor, etc.*.9s (C=s são comparados a transormadores de orça que uncionam quase emcurto#circuito. 9s (C=4 são dimensionados para uma corrente secund!ria nominalpadronizada de %, sendo a corrente nominal prim!ria determinada de acordo coma corrente do circuito em que o (C ser! ligado.

% igura abaixo representa a ligação de um (C , onde normalmente o nGmerode espiras do prim!rio é menor que no secund!rio$

Fig. 12% !"D) ligação

% Delação Eominal do (ransormador de Corrente )D(C* é igual ao valor que seobtém quando se divide a corrente prim!ria nominal );-* com a corrente secund!ria);:*.

E*)-'o; um (ransormador de Corrente com ;- K W@@ % e ;: K %. Calcular D(C.

1.2.2 C'#(() d) E*#t+dão Mevido aos erros existentes no (C, assim como no (P, como em qualquer

m!quina eletromagnética, que variam com o tipo de carga que é ligada ao seusecund!rio , são ixadas condições de ensaio dos mesmos, de acordo com asnormas técnicas existentes, para se determinar as condições de aplicação e aqualidade dos equipamentos que implica em custos maiores ou menores. %ssim,também, é deinida a classe de exatidão.

% classe de exatidão exprime nominalmente o erro esperado dotransormador de corrente levando em conta o erro de relação de transormação e oerro de deasamento entre a corrente prim!ria e secund!ria.

Considera#se que um (C para serviço de medição esta dentro de sua classede exatidão nominal, quando os pontos determinados pelos atores de correção de

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relação percentual )NCDp* e pelos Angulos de ase \ estiverem dentro doparalelogramo de exatidão.

% classe de precisão 8,@ não tem limitação de erro de Angulo de ase e o seuator de correção de relação percentual )NCDp* deve situar#se entre -@8 e ?L> paraque possa ser considerado dentro de sua. Classe de exatidão. Como o erro de um

transormador de corrente depende da corrente prim!ria para ser determinada a suaclasse de exatidão, a EID JHJ6H- especiica que sejam realizados dois ensaiosque correspondem, respectivamente, aos valores de -@> e -@@> da correntenominal prim!ria.

Fig. 13%9atidão C;-

E*#t+dão d) TC( -#r# +n( d) -rot)ção +


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Ea norma ; 4td CL.-8, a exatidão é expressa, por exemplo, na orma$ C-@@.mbora não apareça, é impl+cito que o erro m!ximo é de -@>. % letra ]C^ signii caque o erro pode ser calculado )equivale ao (C de baixa impedAncia da %IE(*.Poderia ser ](^, o que signii caria que para o c!lculo do erro o (C deve ser testado,ou seja, necessita da curva de saturação. 9 nGmero -@@ signii ca que o (C

consegue entregar até -@@ 0 para carga, na condição de :@ x;n e ]burden^ nominal.

&orAa IC '""%1 23Ea norma ;C J@@WW#-, a exatidão é expressa, por exemplo, na orma$ - 0% Classe-@P:@. 9 nGmero - signiica que o (C consegue entregar até - 0% na condição de:@ x;n e ]burden^nominal. Eote que o :@ x;n se deve ao :@ que aparece em-@P:@.9s 0%s nominais padronizados são :, 0%, 0%, -@ 0%, - 0%

Fm (C pode ser enquadrado em uma ou mais classes de exatidão abaixo,conorme a sua aplicação, conorme a tabela a seguir$

C_%44 M[%(;M9

FINALIDADE

V_Z9D F @,8

TC P#drão

M)d+ç/)( ) '#or#t#t=)tro, 9#r=)tro, #(=)tro,

r)?u)n3=)tro, (+n3rono(3


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1.2. Id)nt++3#ção % simbologia padrão dos transormadores de corrente )(Cs* mostra os

terminais prim!rios de alta tensão Z- e Z: e os terminais secund!rios [- e [:. 9ponto, para transormadores com polaridade aditiva, indica onde entra a corrente noprim!rio e onde sai a corrente no secund!rio )deasamento de -H@`*.

Vodelos industriais de (Cs têm os terminais de alta tensão marcados comoP- e P: )Prim!rio - e Prim!rio :*, sendo que em muitos casos pode "aver dierentesligações do circuito prim!rio que permitam alterar a relação de transormação. 9sterminais secund!rios são marcados como -s-, -s:, :s:... )nGmero, algarismo,nGmero*, indicando respectivamente o nGmero do enrolamento, o s+mbolo determinal secund!rio )s* e o nGmero da derivação do terminal secund!rio.

Fig. 1"%Representação C;-

EID JHJ6H- adota as seguintes simbologias para deinir as relações decorrentes.

• 4inal de dois pontos )$* deve ser usado para exprimir relações n como, por exemplo$ 8@@$-'

• 9 "+en )#* deve ser usado para separar correntes nominais de enrolamentodierentes, como, por exemplo$ 8@@# %, 8@@#8@@# % )dois enrolamprim!rios*, 8@@## )dois enrolamentos secund!rios*'

• 9 sinal )x* deve ser usado para separar correntes prim!rias nominais,ainda relações nominais duplas, como, por exemplo, 8@@ x J@%)correntes prim!rias nominais* cujos enrolamentos podem ser ligados emsérie paralelos, segundo podemos ver nos (Cs j! vistos'

• % barra )6* deve ser usada para separar correntes prim!rias nominais ourelações nominais obtidas por meio de derivações, eetuadas tanto nosenrolamentos prim!rios como nos secund!rios, como, por exemplo.8@@6W@@# %, ou 8@@#6 %, como visto na Nigura do (C de v!rias

derivações secund!rias.

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1.2. N=9)+( d) I(o'#)nto

9s n+veis de isolamento padronizados são encontrados na tabela aseguinte.9 n+vel de isolamento é representado pelas tensões suport!veis nominais &req


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Mesignação

Potência. %parente)*

Desistência)o"ms*

DeatAnciaindutiva)*

;mpedAncia)*

(ensão a:@%x %

Nator depotência

C:, :, @,@? @,@WW @,- -@ @,?C,@ @,-H @,@HL @,: :@ @,?C-:, -:, @,W @,:-H @, @ @,?C::, ::, @,H- @,8?: #@,? ?@ @,?CW W -,J: @,LH -,H -H@ @,?C?@ ?@ 8,:W -,J? 8,J 8J@ @,?C: : @,@ @,HJJ -,@ -@@ @,C@ @ -,@@ -,L8: :,@ :@@ @,C-@@ -@@ :,@ 8,WJW W,@ W@@ @,C:@@ :@@ W,@ J,?:H H,@ H@@ @, Fig. 1'% PotFncia padroni8ada de !"()

1.2.! F#tor T$r+3o No+n#' Y o ator pelo qual se deve multiplicar a corrente nominal do (C para seobter a corrente m!xima que o mesmo deve suportar, em regime permanente,operando em condições normais, sem exceder os limites de temperaturaespeciicados para a sua classe de isolamento. 4ão padronizados pela %IE( em1,0 1,2 1," ) 1,

1.2. Corr)nt) Su-ort@9)' No+n#' d) Curt# Dur#ção X a corrente de curta duração suport!vel que pode circular em um (Cdurante @- segundo. 9 valor de crista dessa corrente corresponde a :, vezes ovalor nominal.

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Fig. 18% Bepreentação de relação de !"()

1.2.10 CARACTERISTICAS CONSTRUTI&ASVédia (ensão$ Eucleo$ erro sil+cio com enrolamentos encapsulado em

resina epTxi.9s transormadores de corrente podem ser constru+dos de dierentes ormas

e para dierentes usos, ou seja$(;P9 M (C M4CD;9 V9M_9(;P9 ED9_%M9 9 enrolamento prim!rio é

constitu+do de uma oumais espiras, envolvidasmecanicamente comnGcleo do transormador

(;P9 I%DD% 9 enrolamento prim!rio é

constitu+do por uma barra,montadapermanentemente atravésdo nGcleo dotransormador

(;P9 %E_% (C sem prim!rio prTprioconstitu+do com umaabertura através donGcleo por onde passa um

condutor ormando ocircuito prim!rio

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(;P9 IFCZ% (C tipo janela projetadopara ser instalado sobreuma buc"a de umequipamento elétrico

(;P9 EFC_9 P%D(;M9 (C tipo janela em queparte do nGcleo ésepar!vel ou basculante,para acilitar oenlaçamento do condutor prim!rio

Fig. 1=% !ipo de !"()

(C (;P9 IFCZ% (C (;P9 %E_%

(C (;P9 I%DD% (C (;P9 PM4(%_

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(C pedestal

(ambém são encontrados transormadores de corrente para uso interno,constru+dos em tanque met!lico c"eio de Tleo mineral e provido de buc"as deporcelana vitriicada comum aos terminais de entrada e sa+da da corrente prim!ria.

9s transormadores de corrente abricados em epTxi são normalmentedescartados depois de um deeito interno. Eão é poss+vel a sua recuperação.

9s transormadores de corrente de alta tensão para uso ao tempo sãodotados buc"a de porcelana vitriicada com saias, comum aos terminais de entradada corrente prim!ria.

9s transormadores de corrente destinados a sistemas iguais ou superiores

a J? B0 têm os seus prim!rios envolvidos por uma blindagem eletrost!tica, cujainalidade é uniormizar o campo elétrico.

1.2.11 Po'#r+d#d) % polaridade de um (C indica a direção instantAnea relativa das correntes prim!riase secund!rias. % polaridade representa a orma de enrolar o (C. % polaridade podeser subtrativa, que é a polaridade ]deault^ no Irasil, ou pode ser aditiva.

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Fig. 16% polaridade u%trativa Fig. 2% Polaridade aditiva

Ea Nigura -@ observa#se que quando a corrente prim!ria ;- entra napolaridade P-, a corrente secund!ria ;: sai pela polaridade 4- )corrente entrando napolaridade prim!ria 3 corrente saindo pela polaridade secund!ria*.

Ea Nigura -- observa#se que quando a corrente prim!ria ;- entra napolaridade P-, a corrente secund!ria ;: sai pela polaridade 4: )corrente entrando na

polaridade prim!ria 3 corrente entrando pela polaridade secund!ria*.

1.2.12 CORRENTE PRIMRIA NOMINAL

-* %s corrente prim!rias sublin"adas também reere#se ao padrão %4%) uropeu*'

:* (ambém podemos encontrar (C4 com corrente secund!ria padronizadade -%) padrão europeu*, porém o mais comum é %.

%s correntes nominais secund!rias são adotadas geralmente iguais a %.

m alguns casos especiais, quando os aparel"os, normalmente relés de sãoinstalados distantes dos transormadores de corrente, pode#se adotar a correntesecund!ria de - %, a im de reduzir a queda de tensão nos ios de interligação.

1.2.1" C'#((++3#ção

9s transormadores de corrente devem ser abricados de acordo com adestinação no circuito no qual estarão operando os transormadores de correntepara medição e para proteção.

.Fig. 21% curva !" medição 7 !" proteção

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Pode#se pereitamente concluir que jamais se devem utilizar transormadores de proteção em serviço de medição e vice#versa. %lém disso, deve#se levar em conta a classe de exatidão em que estão enquadrados os (Cfs paraserviço de proteção que, segundo a EID JHJ6H-, podem ser de ou -@.

%inda segundo a EID JHJ, o erro de relação do (C deve ser limitado ao de

corrente secund!ria desde - a :@ vezes a corrente nominal e a qualquer igual ouinerior & nominal.Meve#se alertar para o ato de que os transormadores de corrente com mais

derivação no enrolamento secund!rio têm a sua classe de exatidão relacionado coma sua operação na posição que leva o maior nGmero de espiras.

%lém da classe de exatidão, os transormadores de corrente para serviçoproteção são caracterizados pela sua classe, relativamente & impedAncia do seulamento secund!rio, ou seja$

• Classe I são aqueles cujo enrolamento secund!rio apresenta reatAncia queser desprezada. Eesta classe, estão enquadrados os (Cfs com nGcleotoroidal ou simplesmente (Cfs de buc"a'

• Classe % são aqueles cujo enrolamento secund!rio apresenta uma reatAnciaque pode ser desprezada. Eesta classe, estão enquadrados todos os (Cfsque E9 se enquadram na classe I.

1.2.1 F#tor d) Sor)3#r#

%lém de representar uma elevada segurança aos operadores e leituristas, ostransormadores de corrente têm a inalidade de proteger os instrumentos de medidacontra sobrecargas ou sobrecorrentes de valores muito elevados. ;sto é poss+vel,porque o seu nGcleo é especiicado para entrar em saturação para correntessuperiores & corrente nominal vezes o ator de sobrecorrente, conorme se pode

mostrar na equação$ Inp

Ips Fs =

onde$;ps# corrente prim!ria nominal de segurança;np# corrente nominal prim!ria do (C

9 ator de sobrecarga varia entre -@ a :@, sendo normalmente acordado com oabricante. uando não é inormado esse valor, normalmente o abricanteestabelece este valor em :@.

1.2.1 F#tor t$r+3o no+n#'

X aquele em que se pode multiplicar a corrente prim!ria nominal de um para seobter a corrente que pode conduzir continuamente, na req


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suportar por um tempo deinido, em geral, igual a - , estando com o enrola montosecund!rio em curto#circuito, sem que sejam excedidos os limites de elevação dotemperatura especiicados por norma.

1.2.17 FATOR TERMICO DE CURTOBCIRCUITO

X a relação entre a corrente térmica nominal e a corrente nominal circula no prim!rio

do transormador )valor eicaz* . X dado pela equação$ Inp

Iter Ftcc =

, onde$;ter 3 corrente térmica do (C , em %';np 3 corrente nominal prim!ria, em %

1.2.1! Corr)nt) d+nH+3# no+n#'

X o valor de impulso da corrente de curto#circuito assimétrica que circula no prim!riodo transormador de corrente e que este podo suportar, por um t)-o )(t#)')3+dod) )+o 3+3'o, estando os enrolamentos secund!rios em curto#circuito, sem queseja aetado mecanicamente, em virtude das orças eletrodinAmicas desenvolvidas.

• 4e as correntes circulantes são paralelas e de mesmo sentido, os condutoresse atraem,

• 4e as correntes circulantes são paralelas e de sentido contr!rio, oscondutores se repelem.• % corrente térmica é inerior inicial de curto#circuito inicial simétrica $ Id+n

2,It)r

1.2.1 T)n(ão Su-ort@9)' # Fr)?un3+# Indu(tr+#'

9s transormadores devem ser capazes de suportar as tensões de ensaiodiscriminadas na tabela abaixo$

(ensãom!xima doequipamento)B0*

(ensão suport!velnominal

de impulsoatmosérico)B0 crista*

(ensão suport!velnominal a

req


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L:, 8: 8@ -W@ 8L 8HFig. 22%Classe de tensão

1.2.20 C+r3u+to )?u+9#')nt) do TC

9 (C pode ser representado pelo circuito equivalente abaixo. 9s parAmetrosde +ndice ]-^ na Nigura representam o circuito prim!rio' os de +ndice ]:^, o circuitosecund!rio' e os de +ndices ]m^ e ]e^ representam o circuito do ramo magnetizante.

Fig. 23% "ircuito equivalente !" m que$4+ H "orrente no primário do !" 4+> H "orrente do primário referida ao ecundário42 H "orrente no ecundário do !" 4e H "orrente no ramo magneti8ante do !" n H NImero de epira do !" Jc H 4mpedncia da carga

B2 H BeitFncia do enrolamento ecundário 2 H Beatncia do enrolamento ecundário m H Beatncia do ramo magneti8anteB+> H BeitFncia do enrolamento primário referida ao enrolamento ecundário +> H Beatncia do enrolamento primário referida ao enrolamento ecundário

1.2.21 S#tur#ção;dealmente, os (Cs devem reproduzir, de maneira iel, no secund!rio a corrente docircuito prim!rio. Fma vez que o nGcleo do (C é eito de material satur!vel, quandoele atinge a região de saturação a corrente secund!ria não ter! mais a orma

senoidal e não mais reproduzir! ielmente a corrente prim!ria. uando isto ocorre,podemos airmar que o (C saturou.9s seguintes atores podem promover a saturação do (C$ # levado M%urden )cargaconectada* secund!rio'# levada corrente prim!ria'# %ssimetria da corrente de alta'# Nluxo remanescente no nGcleo do (C.xistem dois tipos undamentais de (C, um para im de medição e outro para im deproteção. %mbos os tipos devem reproduzir ielmente a corrente prim!ria deinteresse, sem daniicar os dispositivos instalados no secund!rio, que são expressasna sua exatidão. Fm (C de proteção deve reproduzir ielmente as correntes de altaeu um (C de medição deve reproduzir ielmente as correntes de carga. %ssim, éinteressante que o mesmo sature a partir de certo valor de corrente para não

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daniicar os medidores instalados em seu secund!rio. %tualmente, como muitosrelés possuem unidades de medição também incorporadas, os (Cs devem ser deproteção, pois os relés j! são projetados para suportarem as elevadas correntes decurto#circuito.

-aturação +C % saturação é dita %C quando o valor determinado pela equação abaixo exceder ovalor da tensão m!xima secund!ria.0s K hs x ;sAm que' H !enão de aturação O J H J!"QJ"QJB 1ide item MParticularidade da impedncia na cone7&e emitema trifáico @ !a%ela 2# "ao o valor da tenão e5a comparado com atenão da curva e7citação enaiada do !", o valor de J erá J H J"QJB#J!" H 4mpedncia do !" JB H 4mpedncia do relé

J" H 4mpedncia do ca%o ecundário4 H 4cc /B!" 4cc H "orrente de curto-circuitoB!" H Belação do !" H N2 / N+ %ssim, este tipo de saturação pode ocorrer por excesso de impedAncia conectadano secund!rio ou por elevadas correntes de alta.-aturação BC % saturação é dita MC quando a componente MC da corrente de curto#circuito dosistema az o valor da tensão de saturação, dada pela equação abaixo, exceder ovalor da tensão m!xima secund!ria do (C.

m que$0s K (ensão de saturação /01hs K h(ChChD )vide item Particularidades das impedAncias nas conexões emsistemas tri!sicos*. Caso o valor da tensão 0s seja comparado com a tensão dacurva excitação ensaiada do (C, o valor de hs ser! hs K hChDh(C K ;mpedAncia do (C

hD K ;mpedAncia dos reléshC K ;mpedAncia dos cabos secund!rios;s K ;cc 6D(C;cc K Corrente de curto#circuitoD(C K Delação do (C K E: 6 E-[6D K Delação [6D do sistema no ponto de alta %ssim, este tipo de saturação pode ocorrer por excesso de impedAncia conectadano secund!rio, por elevadas correntes de alta, pela assimetria )[6D* ou pelo l uxoremanescente.4e a carga conectada no secund!rio do (C é indutiva, a equaçãoanterior deve ser corrigida$

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Para levar em conta poss+veis pré#magnetizações )na pior condição*$

9eAplos de siAulaçes de saturação de C 9s exemplos seguintes simulam um (C de :@@#% e exatidão -@I-@@, num sistemacom [6DKH, sem magnetismo remanente,corrente de curto inicialmente de -: B%.Cabo secund!rio do (C :. mm:, m e impedAncia de ase K terra K H m para orelé.

Fig. 2"% "urva de repota de um !" de 2-;$, +9+ e correntede falta de +2 E$

Deitos da saturação do C 9s seguintes eeitos podem ser observados quando um (Csatura$# Norma de onda secund!ria não é mais senoidal'# 9s relés temporizados a tempo inverso icam mais lentos'# Podem ocorrer desligamentos indevidos das proteções dierenciais'# 9peração de relés de terra instantAneos'# 9s relés de sobrecorrente podem não operar.

Eedidas para reduir ou e,itar os eDeitos da saturação %s principais medidas para a redução ou eliminação dos eeitos da saturação são$# redução do M%urden imposto ao secund!rio'# aumento da relação do (C'# aumento da seção do nGcleo'# limitar o valor da corrente de curto#circuito'# aumento da tensão secund!ria nominal do (C'

# utilização de (Cs auxiliares'# utilização de bobinas de DogoUsBi'# utilização de relés que ten"am um irmUare que lineariza a curva de saturação,corrigindo a corrente vista pelo relé'# utilização de (Cs especialmente projetados para os eeitos transitTrios, tais comoaqueles que diminuam o luxo de dispersão e os eeitos do magnetismoremanescente'# utilizar relés digitais que possuem técnicas para identiicar que o (C saturou eatuam para mel"orar o valor da corrente.

1.2.22 I-)dHn3+# do TC JKTC % impedAncia dos (Cs deve ser obtida junto aos abricantes. Ea alta dessainormação, os seguintes valores podem ser utilizados$

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h(C K @.@@:8W x D(C @.@:J:

1.2.2" Pr+n3+-#+( d#do( -#r# )(-)3++3#ção do TC

Para a especiicação de um (C geralmente deve#se estar atento&s seguintes inormações$# Corrente nominal prim!ria );-n*'# Delação nominal do (C )D(C*'# (ensão m!xima e n+vel de isolamento'# Nrequência'# Carga nominal'# xatidão'# EGmero de nGcleos para medição e proteção'# Nator térmico nominal 3 Ntn'# Corrente suport!vel nominal de curta#duração )curto#circuito

térmica 3 ;cct"* para um segundo'# 0alor de crista da corrente suport!vel )corrente de curto#circuitodinAmica 3 ;ccdkn*'# Classe de isolamento'# E+vel b!sico de isolamento 3 EI; )I;_*'# (ipo de aterramento do sistema'# Fso$ interior )indoor* ou exterior )outdoor*.

E*)r3=3+o(;Mimensionar o (C abaixo, sabendo que$ hi K - 0% ' @,Hind

A 3orr)nt) -r+@r+# do tr#o d) -otn3+# $ d);

Ip= 100 x (10 )6

√ 3 x154 x (10)3 Ip=375 A

+ Gorrente de Gurto AH9iAa de: If ( max )=9375 A

eAos Jue oedeGer a dois Gritrios HsiGos:a4 C de,e DunGionar adeJuadaAente eA Gondição norAal de operação

Gorrente de longa duração4

Ip (nomTC )≥k×Ip(nomTrafo)

onde E é um ator de sobrecarga,vari!vel de empresa para empresa

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J TC não d)9) (#tur#r (o 3ond+ç/)( d) #'t# @*+#

20×Ip (nomTC )≥ If (max)

Mesta orma$

Ip (nomTC )≥1,3×Ip (nomTrafo ) K-,8x 8LKWHL,%

Ip (nomTC )≥ If (max)

20≥ 9375

20 RS0C,T;U

_ogo, Ip (nomTC )=500 A

Is (nomTC )=5 A

% carga total ligada ao secund!rio do (C é de - 0% )incluindo a+ a resistência no

secund!rio do (C*. Meste modo a impedAncia hi ser! de$

+ Dorça eletroAotri AH9iAainduida no seGundHrio ,ai serentão de:

Es (max )=20 x 5 x 0,6=60V = podemos aproximar para100V

Logo, ecolheremo um !" de %ai7a reitFncia no ecundário 1mai comum quepela norma %E4; )%IE(* ter! a seguinte especiicação$

TC ; 00 B A 2 &A 2, C 100 JANSI00 B A 2 &A 2, 100 JANT

Iibliograia$

Proteção de 4istemas elétricos de Potência# vol -# Qeraldo Sindermann'

(ransormadores# Dubens Quedes ordão'

Devista 9 4(9D _X(D;C9# cap ; 3 (ransormadores de corrente, potencial e

bobinas de DogoUsBi para ins de proteção# Parte ;'

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