Outros tópicos
transformadores
•Placa de identificação trafo de potência
•Trafos de instrumentos
Placa de identificação
Transformadores para Instrumentos
• São dispositivos utilizados de modo a tornar
compatível as faixas (escalas) de atuação
dos instrumentos de medição, controle e
fornecer a devida proteção dos mesmos.
• Função importante dos transformadores é a
isolação, permitindo a atuação com nível de
tensão diferente do circuito com o dispositivo.
Transformadores de Corrente
São transformadores destinados a operar
com seus secundários sobre cargas com
impedância reduzidíssima, como bobinas de
amperímetros, bobinas de corrente de relés,
etc.
Transformadores de Corrente
Transformadores de Corrente
Aspectos Construtivos:
• Consiste em poucas espiras no primário e
com uma bitola apropriada para a corrente do
circuito de força, conectado em série com
este enrolamento, fazendo com que a
corrente que flui para a carga circule pelo
enrolamento primário.
• O secundário contém várias espiras de fio
relativamente fino, adequado ao equipamento
de medição conectado a ele.
Aspectos Construtivos:
• A impedância interna do equipamento
conectado ao secundário do TC é pequena,
de modo a fazer com que o secundário esteja
praticamente em curto-circuito.
• Um TC opera como se fosse um transformador
com o secundário em curto-circuito.
• Devemos ter cuidado para não deixar o
secundário do TC em aberto. Por quê ?
Relação de transformação
• A relação de transformação pode ser
considerada constante se desprezada a
corrente de magnetização:
N2/N1 = I1/I2
TC
• No caso de grandes correntes, o enrolamento
primário não passa de uma barra ou um
condutor cilíndrico que passa por uma janela do
núcleo de aço-silício.
• A tensão do primário de um TC é da ordem
de milivolts, enquanto o secundário é da
ordem de alguns Volts.
Alguns tipos
TC barra
TC barra
TC
TC
TC
TC
TC
TC
Existe também TCs :
•
•
•
•
Com vários enrolamentos primários
Com vários enrolamentos secundários
Com vários núcleos secundários
Com derivação no secundário
Correntes nominais
• As correntes nominais primárias e as
relações devem ser compatíveis com a
corrente de carga do circuito primário.
• As correntes nominais primárias podem ser
de 5 A a 8000 A e a corrente secundária via
de regra é 5 A, podendo em alguns casos ser
de valor 1 A, 500mA, 300mA e 100 mA ou
menos, dependendo do emprego do TC.
Correntes nominais
A NBR6856 adota as seguintes simbologias
para definir as relações de corrente:
• Dois pontos(:) é usado para exprimir relações
nominais. Ex.: 300:1;
• Hífen(-) é usado para separar correntes
nominais de enrolamentos diferentes. Ex.:
300-5A, 300-300-5 (dois enrolamentos
primários) e 300-5-5 (dois enrolamentos
secundários);
Correntes nominais
• O x é usado para separar correntes primárias
nominais, ou relações nominais duplas, como
300x600-5A, correntes primárias nominais,
cujos enrolamentos podem ser ligados em série
ou paralelo;
• Barra (/) é usada para separar correntes
primárias nominais ou relações nominais
obtidas por meio de derivações, efetuadas
tanto nos enrolamentos primários como nos
secundários. Ex.: 300/400-5A, ou 300-5/5.
Polaridade
• Os TCs destinados ao serviço de medição de
energia, relés de potência, fasímetros, etc.
são identificados nos terminais de ligação
primário e secundário por letras que indicam
a polaridade para a qual foram construídos e
que pode ser positiva ou negativa.
• São empregados as letras com seus índices,
P1, P2, e S1, S2.
Polaridade
• Um TC tem polaridade subtrativa, quando a
onda de corrente, num determinado instante,
percorre o circuito primário de P1 para P2 e a
onda de corrente correspondente no
secundário assume a trajetória de S1 para
S2.
• Caso contrário, diz-se que o TC tem
polaridade aditiva.
Polaridade
• A maioria dos TCs tem polaridade
subtrativa, sendo inclusive indicada pela
NBR6856.
• Somente sob encomenda são fabricados
transformadores de corrente com polaridade
aditiva.
Classe de Exatidão
• Exprime nominalmente o erro esperado do
trafo de corrente levando em conta o erro
de relação de transformação e o erro de
defasamento entre as correntes primária e
secundária.
Classe de Exatidão
De acordo com os instrumentos a serem
ligados aos terminais do secundário do
TC, devem ser as seguintes as classes de
exatidão:0.1,0.3,0.6,1.2,3.
TC medição e TC proteção
• TC medição saturam com correntes
menores do que os de proteção.
• Classe de exatidão menor para os TCs de
medição.
Transformador de Potencial
São transformadores desenvolvidos para
operar com os terminais do secundário com
cargas de elevadas impedâncias, como é o
caso da bobina de voltímetros, bobinas
voltimétricas dos relés, etc.
Transformador de Potencial
Transformador de Potencial
Transformador de Potencial
Transformador de Potencial
Transformador de Potencial
Aspectos Construtivos:
• O enrolamento primário de um TP consiste
de um número elevado de espiras adequado
a tensão operacional da rede à qual será
conectado.
• O enrolamento secundário, entretanto, possui
um número de espiras menor, adapta-se a
tensão do equipamento ou dispositivo que
será conectado ao enrolamento secundário.
Transformador de Potencial
Aspectos Construtivos:
• Por norma, a tensão secundária é de 115 V,
nos TPs empregados em medição.
• As condições de operação normal de um TP
correspondem a operação de um
transformador em vazio.
• O TP é usado para conectar, voltímetros,
frequêncímetros, e bobinas de aparelhos
eletrodinamométricos (como Wattímetros,
Wattímetro integrador e Cossímetro).
Transformador de Potencial
Transformador de Potencial
Aspectos Construtivos:
• Os TPs são conectados diretamente a rede
de alimentação e são fabricados para todas
as Classes de Tensão de Isolamento
previstas na norma NBR 5410.
• O TP é similar em construção a um pequeno
transformador de potência, onde o primário
com várias espiras, é conectado ao lado de
alta tensão, enquanto o secundário é
conectado ao voltímetro.
Transformador de Potencial
Aspectos Construtivos:
• Os TPs tem enrolamentos concêntricos e o
enrolamento de alta envolve o enrolamento
de baixa, à semelhança dos transformadores
de potência.
• Todos os instrumentos de medida são
conectados em paralelo ao mesmo
secundário, atuando sobre todos os
instrumentos simultaneamente.
Transformador de Potencial
TP
As quedas de tensão internas aos mesmos,
dadas por suas resistências e
suas reatâncias equivalentes, são
relativamente pequenas, e pode-se
Considerar:
V1/V2 = N1/N2
TP
• A tensão do secundário tem fase oposta a
tensão do primário e a polaridade do
enrolamento deve ser avaliada quando se
necessita da fase do sinal.
• Por segurança, um dos terminais do
secundário do TP, a carcaça e principalmente
o núcleo magnético devem ser aterrados no
mesmo ponto.
TP indutivo (até V= 138 Kv)
TP capacitivo
Os transformadores capacitivos
basicamente utilizam-se de dois conjuntos
de capacitores que servem para fornecer
um divisor de tensão e permitir a
comunicação através do sistema carrier.
São construídos normalmente para tensões
iguais ou superiores a 138 kV.
TP capacitivo
O esquema básico do TP, é que o primário
constituído por um conjunto C1 e C2
de elementos capacitivos em série.
É ligado entre fase e terra, havendo uma
derivação intermediária B, correspondente a
uma tensão V da ordem de 5 kV a 15 kV,
para alimentar o enrolamento primário de um
TP tipo indução intermediário, o qual
fornecerá a tensão V2 aos instrumentos de
medição e de proteção ali instalados.
TP Capacitivo
TP
Notação adotada pela NBR6855:
• Dois pontos(:) é usado para representar
relações nominais como por exemplo 120:1
(13800 para 115 V);
• Hífen (-) é usado para separar relações
nominais de enrolamentos diferentes, como
por exemplo 13.800-115 volts;
TP
• Sinal x é usado para separar tensões
primárias nominais e relações nominais de
enrolamentos destinados a serem ligados em
série ou paralelo, como por exemplo
69000x13800-115 volts;
• A barra (/) é usada para separar tensões
primárias nominais e relações nominais
obtidas por meio de derivações, seja no
enrolamento primário ou no secundário, por
exemplo, TP grupo 2:
TP
• Classe de exatidão:
Exprime nominalmente o erro esperado do
TP levando em conta o erro de relação de
transformação e o erro de defasamento
entra as tensões primária e secundária.
Segundo a norma as classes são: 0.3,0.6 e
1.2.
Considerações finais
• Os TPs e TCs servem também como
elementos de isolamento entre os
instrumentos ligados no secundário e o circuito
de alta tensão, reduzindo assim o perigo para
o operador e tornando desnecessário uma
isolação especial para tais instrumentos.
• Assim, é que há TCs de 5- 5 A, mas com nível
de isolamento para alta tensão;
Considerações finais
• Um mesmo instrumento elétrico, utilizado com
TCs ou TPs de diferentes relações nominais,
podem servir para um campo muito largo de
medições graças à padronização dos valores
secundários deles, 5A para os TCs e 115 volts
para os TPs.
• Deve-se ter o cuidado de ligar à terra o
secundário e o núcleo dos TCs e TPs por
medida de segurança.