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Transformador de Potencial e de Corrente
Disciplina EEL505 - Medidas
Prof. Fernando Belchior – Março/
Transformador de Potencial (TP)Transformador de Potencial (TP)
ee
Transformador de Corrente (TC)Transformador de Corrente (TC)
TRANSFORMADORES
PARA INSTRUMENTOS
TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES
PARA PARA INSTRUMENTOSINSTRUMENTOS
Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI Disciplina EEL505 - Medidas
CARGA
RELÉ
52 BO
52-a 125 Vdc TP's
TC's
ou TPC’s
INTRODUÇ INTRODUÇÃOÃO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Transformador de Potencial e de Corrente
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Função:
- Retratar as condições reais de corrente e tensão de um circuito elétrico com a fidelidade necessária, seja em regime permanente ou durante faltas.
- Isolação galvânica.
Exatidão e IsolamentoExatidão e Isolamento
Normalizada Fácil utilização Sem risco para a segurança pessoal e patrimonial
Grandeza primária Grandeza secundária
INTRODUÇ INTRODUÇÃOÃO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
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Três tipos básicos convencionais:
Transformadores de Potencial (TP’s) Transformadores de Corrente (TC’s) Transformadores de Potencial Capacitivos (TPC’s)
Relé 21 Wattímetrooutros
TP
TC
Carga elétrica
INTRODUÇ INTRODUÇÃOÃO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
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Circuito Equivalente:
2 1 1 1
100 100 − Δ = (. ). . Kn V V V V V
2 1 0 1 1
100 100 − = (. ). . Kn I I I I I
Erro % tensão Erro % corrente
E
Iμ
INTRODUÇ INTRODUÇÃOÃO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Io
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Notas:
- Perdas:
- Devido a indução magnética não ser linear e nem biunívoca , a cada ciclo ter-se-á o laço de histerese.
*** perdas por histerese** Ö qualidade do aço
*** perdas por Foucault** Ö lâminas
G
H
G
β =μ H
G G
INTRODUÇ INTRODUÇÃOÃO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
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- A reatância de magnetização representa a parcela que consome I μ , logo:
- Com a conexão uma carga de impedância Zc teremos:
0 =^ μ+
I I IW
2
2
T
ch
Z I
k
N f S
I 0
I w
I μ
Z T – Impedância total do secundário incluindo a carga S ch – Seção da chapa N 2 – Número de espiras do secundário
E 2
INTRODUÇ INTRODUÇÃOÃO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
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Normas :
- NBR6820 – TPs Ensaios
- NBR6821 – TCs Ensaios
- NBR6855 – TPs Espec.
- NBR6856 – TCs Espec.
- IEEE C57.13 (ANSI)
- IEEE C37.
- IEC série 185, 186
ABNTABNT
INTRODUÇ INTRODUÇÃOÃO
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Transformador de Potencial e de Corrente
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a) Considerações Iniciais b) Erros Introduzidos c) Classes de Exatidão d) Características Construtivas e) Especificações Básicas
TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES PARAPARA
INSTRUMENTOS INSTRUMENTOS
TRANSFORMADORES DE POTENCIAL
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Função: Reproduzir a tensão primária no secundário, em níveis
normalizados (115 ou 115/√3 [V]) - economia e segurança.
Instalação: Externa (ao tempo) ou interna (abrigada)
Condição de funcionamento: a vazio
- Circuitos voltimétricos (30 < Zc < 1200 Ω)
- Tensão secundária praticamente constante
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Transformador de Potencial e de Corrente
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Relação de transformação:
Erros: Nenhum equipamento é ideal!
V 1 ≠ V 2 em módulo e ângulo
Causa : Quedas de tensão no secundário (passagem da corrente
de carga Æ I 2 ) e no primário (passagem da corrente de carga mais a
corrente a vazio Æ I 0 + I 2 ).
1 1 2 2
TP^ =^ =
N V
K
N V
2 1 1 1
⎜ ⎟ =^ =
TP Erro percentual de tensao
K V V V
V V
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ERROS INTRODUZIDOS
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Diagrama Fasorial do TP
ImEs
Lp Rp Ls^ Rs
Ia
Ip Is
Vp (^) Vs ZZc
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ERROS INTRODUZIDOS
Ie
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- De acordo com as normas vigentes ( ANSI C57.13 – ABNT NBR 6855 ) a classe de precisão de um TP, expressa em %, é o erro máximo admissível que o TP pode introduzir na medição de uma potência;
- Três classes: 0,3; 0,6 e 1,2 ;
- A ABNT prevê ainda uma classe de precisão de 3%, a qual não tem limite de ângulo de fase;
- As normas estipulam que os limites de erros devem ser mantidos entre 90% e 110% da tensão nominal, entre o funcionamento a vazio e sob carga, com fp no sistema primário do TP, compreendido entre 0,6 e 1,0, uma vez que esses limites definem o traçado dos paralelogramos.
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ERROS INTRODUZIDOS
Transformador de Potencial e de Corrente
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Prof. Fernando Belchior – Março/2009 (^) Ângulo de fase (δ) em minutos
1,
1,
1,
1,
1,
1,
1,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
1,
Erro de tensão %
0
-0,
-0,
-0,
-0,
-1,
-1,
+0,
+0,
+0,
+1,
+1,
+0,
+1,
-1,
FCR
70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 _ +
1,2% 0,6% 0,3%
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
CLASSES DE EXATIDÃO
Transformador de Potencial e de Corrente
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Os TP’s podem ser considerados como Transformadores de Potência funcionando a uma carga muito reduzida, de modo que as quedas correspondentes de tensão sejam igualmente de valor reduzido. Caracteriza-se por:
- Resistências e reatâncias de fuga do primário e secundário com valores os menores possíveis;
- Corrente de magnetização relativamente fraca e uma indução nominal fixada a um valor moderado.
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
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Tipos
- Relação única; relação dupla, com primário em duas seções; duas relações com derivações no primário; duas relações com derivações no secundário; dois enrolamentos secundários.
Conexões
- Conexão V;
- Conexão estrela aterrada;
- Conexão estrela aterrada-triângulo aberto.
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
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ESPECIFICAÇÕES BÁSICAS
TP's do tipo seco - resina epoxi ou papel impregnado em óleo - BT - MT - AT - EAT
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
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Clever ‐ UFMG
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
CARACTERÍSTICAS
CONSTRUTIVAS
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TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ESPECIFICAÇÕES BÁSICAS
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Tensões nominais
Tabela I
(NBR 6855)
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ESPECIFICAÇÕES BÁSICAS
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Grupo de ligação
- GL 1 – fase-fase (isolamento pleno)
- GL 2 – fase-terra (isolamento reduzido)
- GL 3 – fase-terra (isolamento pleno)
Além do grau de isolamento (testes de tensão aplicada e induzida) outras diferenças fundamentais irão aparecer entre os três grupos, tais como a potência térmica nominal e ensaios de aquecimento.
Freqüência
- É importante especificar a freqüência nominal!!
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ESPECIFICAÇÕES BÁSICAS
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Tensões nominais
Sinais padronizados
- (:) relações nominais; (-) tensões nominais de enrolamentos diferentes; (/) tensões e relações nominais obtidas por derivação; (x) tensões primárias nominais e relações nominais de enrolamentos série paralelo.
Níveis de Isolamento
- NI = TA/NBI/NBS – Tabela II (NBR 6821) _____ /_____ / _____ kV Tensão de manobra (BSL) para tensões superiores ou iguais a 345 kV onda 200x2000 μ s
Nível Básico de Isolamento para Impulso Atmosférico (BIL) - onda 1,2X50 μ s
Tensão aplicada ao dielétrico (60Hz) - 1 min. com valores especificados por norma. Este ensaio só deve ser aplicado uma única vez.
TRANSFORMADORESTRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ESPECIFICAÇÕES BÁSICAS
Transformador de Potencial e de Corrente
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Carga nominal
- Soma das cargas nominais (consumo) de todos os instrumentos conectados no secundário do TP.
Classe de exatidão %
- A escolha da classe de exatidão dos TP’s depende da precisão dos aparelhos a serem conectados Ö devem ser compatíveis Ex.: Classe : 0,3% - Laboratórios, medidas de energia 0,6% - Instrumentação geral e integradores 1,2% - Instrumentação geral e relés de proteção
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ESPECIFICAÇÕES BÁSICAS
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Carga nominal
- Soma das cargas nominais (consumo) de todos os instrumentos conectados no secundário do TP.
75
TRANSFORMADORES TRANSFORMADORES DEDE POTENCIALPOTENCIAL
ESPECIFICAÇÕES BÁSICAS
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Obrigado pela atenObrigado pela atençção !!ão !!
FIMFIM
