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Disciplina EEL505 - Medidas
TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES
PARA INSTRUMENTOSPARA INSTRUMENTOS
Transformadores deTransformadores de
TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES
PARA INSTRUMENTOSPARA INSTRUMENTOS
Transformadores deTransformadores de
Prof. Fernando Belchior – Março/2009 Transformador de Potencial e de Corrente
TransformadoresTransformadores de de
CorrenteCorrente
Transformadores deTransformadores de
CorrenteCorrente
Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI Disciplina EEL505 - Medidas
TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES DEDE CORRENTECORRENTE
Prof. Fernando Belchior – Março/2009^ Transformador de Potencial e de Corrente
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TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES PARAPARA
INSTRUMENTOSINSTRUMENTOS
a) Considerações Iniciais b) Paralelogramo de Exatidão c) Exatidão d) Curva de Magnetização
TRANSFORMADORES DE CORRENTE
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e) Enrolamentos Distribuídos f) Principais Características g) Características Construtivas h) Características Básicas para Seleção de TC
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TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES DEDE CORRENTECORRENTE
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
O TC tem o primário em série com o circuito que se deseja fazer a medição ou a proteção.
Obedece também o mesmo princípio da transformação eletromagnética, porém com duas condições especiais de funcionamento:
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1)1) AA correntecorrente primáriaprimária éé
absolutamenteabsolutamente independenteindependente dodo transformadortransformador propriamentepropriamente ditodito..
2)2) FuncionaFunciona praticamentepraticamente emem
curtocurto--circuitocircuito..
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Exatidão: Fatores de influência:
‐ Projeto e construção;
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CONSIDERAÇÕES INICIAIS
‐ Condições do sistema elétrico (freqüência, formas de onda, campos magnéticos intensos); ‐ Carga conectada no secundário do TC.
Para serviço de medição:
É o máximo erro admissível que o TC pode introduzir na medição de uma potência. Classes: 0 3%;
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Classes: 0 ,3%; 0,6%; 1,2%; 3%.
Carga (ϕ)
W
V (^) I
I’
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1,
1,
1,
Erro de relação %
‐1,
‐1,
‐1,
FCR
1,2%
0 6%
TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES
DEDE
1,
1,
1,
1,
1,
0,
0,
0,
0
‐0,
‐0,
‐0,
‐0,
+0,
+0,
+0,
0,6%
0,3%
PARALELOGRAMO DE
EXATIDÃO
CORRENTECORRENTE
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0,
0,
0,
0,
Ângulo de fase (δ) em minutos
+1,
+1,
+0,
+1, 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 ‐ +
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Exatidão para serviço de proteção: É o má imo alor admissí el de erro relati o entre as correntes primária e
EXATIDÃO
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É o máximo valor admissível de erro relativo entre as correntes primária e secundária, desde a corrente nominal até 20 vezes a corrente nominal do TC. Classes: 5% e 10% Conforme descrito anteriormente, o erro de precisão nos TC’s é função da corrente de magnetização I 0 , que está relacionada à tensão E 2 , desenvolvida no secundário por uma relação não-linear, que é dada pela curva de magnetização do transformador. Concluímos também que, para uma corrente secundária I 2 e um número de ampéres-
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volta secundários n 2 I 2 , aparecerá nos terminais secundários (incluindo o consumo interno) uma tensão V 2 = ZI 2. A essa tensão corresponde uma indução β e um campo H , dos quais se deduz o número de ampéres-volta de excitação n 2 I 0 , que se pode representar pelas suas duas componentes: a componente ativa n 2 I w e a componente reativa n 2 I μ.
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CURVA DE MAGNETIZAÇÃO
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2. Diminuir o valor de E 2.
kE
I1 I
ENROLAMENTOS DISTRIBUÍDOS
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⇒ Tornar os valores de R 2 e L 2 os menores possíveis.
- R 2 até o limite tecnicamente viável
- X 2 ≅ 0 !!!
2
2 ch
kE
n f S
E 2 (^) = Z IT 2
G L2 R2 V1 Iw Iμ V2 ZZc
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ENROLAMENTOS DISTRIBUÍDOS
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DEDE
CORRENTECORRENTE
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PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
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Tipos Construtivos
Isolamento : De acordo com classe de tensão
- A seco (resina epoxi) – até 34,5 kV;
- Papel impregnado em óleo.
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Tipos Construtivos
Isolamento:
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
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Para uso externo e interno^ E t
Interno
Externo
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Na maioria dos casos um TC comporta vários núcleos cada um com um
Tipos Construtivos
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
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Na maioria dos casos, um TC comporta vários núcleos , cada um com um enrolamento secundário , porém o enrolamento primário e o isolamento são comuns. Os núcleos são destinados a diferentes funções, como, por exemplo, um núcleo que alimenta aparelhos de medição e um ou vários outros destinados a alimentar relés de proteção. Deve-se notar que, em uma construção normal, o funcionamento de cada núcleo é independente dos demais. Pode-se muito bem escolher relações de transformação diferentes para otimizar a construção e, por exemplo, definir o núcleo de medida a partir da máxima corrente de carga e os núcleos de proteção em função da
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p d co e e de c g e os úc eos de p o eç o e u ç o d corrente de falta.
400 ‐5A 2000 ‐5A
Medição Proteção
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CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
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Sinais Padronizados
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
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- ( - ) correntes nominais de enrolamentos diferentes
- ( : ) exprimir relações nominais
- ( / ) separa correntes primárias ou relações obtidas por derivações secundárias. Ex.: 150/200 – 5A
- ( x ) separa correntes primárias ou relações obtidas por bobinas série-paralelas no primário. Ex.: 100x200 – 5A
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9 Corrente nominal
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA A SELEÇÃO DE TC
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As correntes e relações normalizadas estão indicadas na norma NBR 6856 - 1992
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9 Classe e carga de exatidão Medição :
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA A SELEÇÃO DE TC
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ç
- Classes: 0,3% ; 0,6% e 1,2%
- Carga:
ABNT – NBR 6856 IEEE ANSI C57.13 - 2008
Designação VA f.p
C2,5 2,5 0,9 B0, C5,0 5,0 0,9 B0,
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C 5 , 0 5 , 0 0 , 9 B 0 , 2 C12,5 12,5 0,9 B0, C25 25 0,5 B1, C50 50 0,5 B2, C100 100 0,5 B4, C200 200 0,5 B8,
OBS.: A norma americana IEEE especifica o "BURDEN" em ohms Ex.: 0,6C50 ou 0,6B2,
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As cargas padronizadas dos TC’s são designadas pela letra “C” seguida do ú d lt é d t t dá i i l
CARGA DE EXATIDÃO
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número de volt-ampére correspondente a corrente secundária nominal.
0 3C
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0 ,3C
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Proteção :
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA A SELEÇÃO DE TC
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Proteção : É importante fazer uma comparação entre algumas normas: 1 - Antiga norma americana (ASA) A classe de exatidão ‚ designada por 2 símbolos
H - Alta impedância ( High ) L - Baixa impedância ( Low ) Também é especificada a tensão secundária nominal: aquela que o TC fornece para uma determinada carga padrão, quando a corrente secundária for igual a 20 vezes a
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corrente nominal. O erro não deve ultrapassar 10% ou 2,5% conforme especificado. Ex. : 10 H 100
100 Volts (20xIn) => Z = 1 [ Ω ] ou 25 [VA]
Tipo alta impedância (High) 10 % é a exatidão
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2 - ANSI IEEE - C57.13 - 2008 A classe de exatidão para TC de proteção‚ designada por 2 símbolos que descrevem
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA A SELEÇÃO DE TC
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A classe de exatidão para TC de proteção‚ designada por 2 símbolos que descrevem efetivamente o desempenho para o estado permanente. C - (Calculated) : São os TC’s nos quais o fluxo de dispersão no núcleo não tem efeito apreciável na relação de transformação dentro de limites de corrente (1 a 20 x In) e carga padrão. A relação pode ser calculada através das curvas de excitação e circuitos equivalentes. T - (Tested) : São os TC’s nos quais o fluxo de dispersão no núcleo tem efeito apreciável na relação de transformação dentro de limites de corrente (1 a 20 x In) e carga padrão. Um efeito apreciável é definido como uma diferença de 1% entre a correção de relação atual e a correção de relação calculada usando se curvas de excitação Essa relação
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atual e a correção de relação calculada usando-se curvas de excitação. Essa relação deve ser testada. Também é especificada a tensão secundária nominal: aquela que o TC fornece para uma determinada carga padrão, quando a corrente secundária for igual a 20 vezes a corrente nominal. O erro não deve ultrapassar 10% ou 2,5% conforme especificado.
Ex. : T 100
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4 - ABNT - NBR6856 - SET - 1981
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA A SELEÇÃO DE TC
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Os TC's de proteção devem ser enquadrados numa das seguintes classes de exatidão: 5 ou 10%. Considera-se que um TC de proteção está dentro de classe de exatidão se o seu erro de relação percentual não ultrapassar o valor especificado, desde a corrente secundária nominal até 20 vezes a mesma, com carga igual ou inferior a nominal.
B (B i tâ i ) O d l ã t l d d t i d
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B - (Baixa reatância) - O erro de relação percentual pode ser determinado por cálculo uma vez que a reatância de dispersão do enrolamento secundário pode ser desprezada. A - (Alta reatância) - TC de alta reatância cujo erro de relação percentual deve ser determinado por ensaio de exatidão.
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Tensão secundária nominal:
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA A SELEÇÃO DE TC
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Tensão secundária nominal: É a tensão que aparece nos terminais da carga nominal imposta ao TC, quando a corrente atinge 20 vezes a corrente secundária nominal, sem que o erro exceda ao valor especificado (5 ou 10%).
Ex. : 10 A 100
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OBS.: A classe de exatidão em TC's com derivação no secundário, refere-se somente ao funcionamento com o maior número de espiras.
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Observação final
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS PARA A SELEÇÃO DE TC
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Observação final
Nunca abrir o secundário de um TC quando o
mesmo estiver energizado!
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