1.2 - transformador de corrente
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TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS
Transformadores de CorrenteProf. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTE
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Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESPARA INSTRUMENTOSTRANSFORMADORESDECORRENTEa) b) c) d) e) f) g) h) ConsideraesIniciais ParalelogramodeExatido Exatido CurvadeMagnetizao EnrolamentosDistribudos PrincipaisCaractersticas CaractersticasConstrutivas CaractersticasBsicasparaSeleodeTC
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TRANSFORMADORESDECORRENTECONSIDERAESINICIAISO TC tem o primrio em srie com o circuito que se deseja fazer a medio ou a proteo. Obedece tambm o mesmo princpio da transformao eletromagntica, porm com duas condies especiais de funcionamento:
1) A
corrente primria absolutamente independente do transformador propriamente dito. dito. 2) Funciona praticamente em curto-circuito. curto-circuito.Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTECONSIDERAESINICIAISInstalao: Externaouinterna. Representao:
Relao de transformao:
I1
n1
n2
I2
Zc
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KTC =
I1n n2 = I 2 n Transformador de Potencial e de Corrente n1
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TRANSFORMADORESDECORRENTECONSIDERAESINICIAISI1Io
I2 L2 R2
Circuito EquivalenteV1 IwZ
I
V2
Zc
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, somente i t d i d uma i t introduzindo impedncia em srie com a li h a qual pode ser d i i linha, l d desprezada. Assim, o erro ser unicamente devido corrente de magnetizao I0.
I1 = I 2 + I 0
=
I1 I 2 I 100 = 0 100% I1 I1Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTECONSIDERAESINICIAISExatido: Fatoresdeinfluncia: Projetoeconstruo; Condies do sistema eltrico (freqncia, formas de onda, campos magnticos intensos); CargaconectadanosecundriodoTC. Paraserviodemedio: omximoerroadmissvelqueoTCpodeintroduzirnamediodeuma potncia. Classes:0,3%; Classes: 0 3%; V I Carga() 0,6%; 1,2%; I 3%.W
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Universidade Federal de Itajub - UNIFEI Disciplina EEL505 - MedidasFCR1,014
Erroderelao%
TRANSFORMADORES DE CORRENTEPARALELOGRAMODE EXATIDO
1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0 +0,20 +0,40 +0,60 +0,80 +1,00 +1,20 +1,40 70 60 50 40 30 20 10 0
1,2% 0,6% 0 6% 0,3%
1,012 1,010 1,008 1,006 1,004 1,002 1,000 0,998 0,996 0,994 0,992 0,990 0,988 0,986 10 20 30 40 50 60 70 +
ngulodefase()emminutos
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TRANSFORMADORESDECORRENTEEXATIDOExatido para servio de proteo: o mximo valor admissvel de erro relativo entre as correntes primria e m imo alor admiss el relati o 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 de magnetizao I0, que est relacionada tenso E2, desenvolvida no secundrio por uma relao no-linear, que dada pela curva de magnetizao do transformador. Conclumos tambm que, para uma corrente secundria I2 e um nmero de ampresvolta secundrios n2I2, aparecer nos terminais secundrios (incluindo o consumo interno) uma tenso V2 = ZI2. A essa tenso corresponde uma induo e um campo H, dos quais se deduz o nmero de ampres-volta de excitao n2I0, que se pode representar pelas suas duas componentes: a componente ativa n2Iw e a componente reativa n2I.Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTECURVADEMAGNETIZAO
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TRANSFORMADORESDECORRENTECURVADEMAGNETIZAO
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TRANSFORMADORESDECORRENTEMelhoria da Preciso Para se obter a melhor preciso de um TC, deve-se reduzir I0 ao mnimo. Isso possvel de duas maneiras: I ld d i1.
CURVADEMAGNETIZAO
Utilizando ncleos com as melhores qualidades magnticas II 15000 I III 5000
H Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTEENROLAMENTOSDISTRIBUDOS2.
Diminuir o valor de E2.
I1
I2 L2 R2Z
=
kE2 n2 f Sch
E2 = ZT I 2V2 Zc
V1
Iw
I
Tornar os valores de R2 e L2 os menores possveis. R2 at o limite tecnicamente vivel X2 0 !!!
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ENROLAMENTOSDISTRIBUDOS
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TRANSFORMADORESDECORRENTEPRINCIPAISCARACTERSTICASTipos Construtivos Isolamento : De acordo com classe de tenso - A seco (resina epoxi) at 34,5 kV; - Papel impregnado em leo.
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TRANSFORMADORESDECORRENTETipos Construtivos PRINCIPAISCARACTERSTICAS Isolamento: Para uso externo e interno
Externo E t
Interno
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TRANSFORMADORESDECORRENTEPRINCIPAISCARACTERSTICASTipos Construtivos Isolamento: Para uso externo e interno
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TRANSFORMADORESDECORRENTETipos Construtivos
PRINCIPAISCARACTERSTICAS
- enrolado; - barra; - ncleo bipartido; - janela; - pedestal; - um ou mais secundrio OBS.: i ) cada secundrio significa um ncleo / enrolamento. 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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TRANSFORMADORESDECORRENTETipos Construtivos
PRINCIPAISCARACTERSTICAS
Na maioria dos casos um TC comporta vrios ncleos cada um com um casos, ncleos, enrolamento secundrio, porm o enrolamento primrio e o isolamento so comuns. Os ncleos so destinados a diferentes funes, como, por exemplo, um ncleo que alimenta aparelhos de medio e um ou vrios outros destinados a alimentar 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 transformao diferentes para otimizar a construo e, por exemplo, definir o ncleo de medida a partir da mxima corrente de carga e os ncleos de proteo em funo da p d co e e c g c eos p o e o e u o d corrente de falta.Medio Proteo
4005A
20005A
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASCONSTRUTIVAS
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TRANSFORMADORESDECORRENTEPRINCIPAISCARACTERSTICASSinais Padronizados ( - ) 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
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETCCorrente nominalAs correntes e relaes normalizadas esto indicadas na norma NBR 6856 - 1992
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETCCorrentenominal 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, causando quedas de tenso acima de 10%. No caso de TCs com vrias relaes, todas elas devem estar contidas nas tabelas. Os TCs devem ser selecionados para servio de medio, de tal modo que a corrente de servio esteja compreendida entre 10% e 100% da corrente nominal primria.Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETCNvel de isolamento: idem TP s TP's Fator trmico: um fator multiplicativo da corrente nominal, para o qual o TC poder funcionar em regime permanente sem exceder o seu limite 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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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETCClasse e carga de exatido Medio : - Classes: 0,3% ; 0,6% e 1,2% - Carga: ABNT NBR 6856 Designao C2,5 C5,0 C12,5 C25 C50 C100 C200 VA 2,5 5,0 12,5 25 50 100 200 f.p 0,9 0,9 0,9 0,5 0,5 0,5 0,5 B0,1 B0,2 B0,5 B1,0 B2,0 B4,0 B8,0 IEEE ANSI C57.13 - 2008
Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Ex.: 0,6C50 ou Transformador de Potencial e de Corrente 0,6B2,0
OBS.: A norma americana IEEE especifica o "BURDEN" em ohms
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARGADEEXATIDOAs cargas padronizadas dos TCs so designadas pela letra C seguida do nmero d volt-ampre correspondente a corrente secundria nominal. de lt d t t d i i l
0,3C25 0 3C25
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETCProteo : 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 para uma 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 100100 Volts (20xIn) => Z = 1 [] ou 25 [VA] Tipo alta impedncia (High) 10 % a exatido
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETC2 - ANSI IEEE - C57.13 - 2008 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 efeito aprecivel na relao de transformao dentro de limites de corrente (1 a 20 x In) e carga padro. A relao pode ser calculada atravs das curvas de excitao e circuitos equivalentes. T - (Tested) : So os TCs nos quais o fluxo de disperso no ncleo tem efeito aprecivel na 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 relao atual e a correo de relao calculada usando se curvas de excitao Essa relao usando-se excitao. deve ser testada. Tambm especificada a tenso secundria nominal: aquela que o TC fornece para uma 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. :
T 100Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETC2 - ANSI IEEE - C57.13 - 2008 T - (Tested) : Ex. : T 100
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETC3 - ABNT - EB-251/1972 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) atinge 20 vezes o seu valor. Carga nominal especificada em VA. Ex. : A 10 F20 C25Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETC4 - ABNT - NBR6856 - SET - 1981 Os TC's de proteo devem ser enquadrados numa das seguintes classes de exatido: 5 ou 10%. Considera-se que um TC de proteo est dentro de classe de exatido se o seu erro de relao percentual no ultrapassar o valor especificado, desde a corrente secundria nominal at 20 vezes a mesma, com carga igual ou inferior a nominal. B - (B i reatncia) - O erro d relao percentual pode ser d t (Baixa t i ) de l t l d determinado por i d clculo uma vez que a reatncia de disperso do enrolamento secundrio pode ser desprezada. A - (Alta reatncia) - TC de alta reatncia cujo erro de relao percentual deve ser determinado por ensaio de exatido.Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETCTenso secundria nominal: a tenso que aparece nos terminais da carga nominal imposta ao TC, quando a corrente atinge 20 vezes a corrente secundria nominal, sem que 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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TRANSFORMADORESDECORRENTECARACTERSTICASBSICASPARAASELEODETC Observao final
Nunca abrir o secundrio de um TC quando o mesmo estiver energizado!
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Obrigado pela ateno !! FIMProf. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
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