Outros tópicos transformadores. Placa de identificação trafo de potência Trafos de instrumentos

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1 Outros tópicos transformadores Placa de identificação trafo de potência Trafos de instrumentos

2 Placa de identificação

3 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.

4 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.

5 Transformadores de Corrente

6 Transformadores de Corrente

7 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.

8 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?

9

10 Relação de transformação A relação de transformação pode ser considerada constante se desprezada a corrente de magnetização: N 2 /N 1 = I 1 /I 2

11 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.

12 Alguns tipos

13 TC barra

14 TC barra

15 TC

16 TC

17 TC

18 TC

19 TC

20 TC Existe também TCs : Com vários enrolamentos primários Com vários enrolamentos secundários Com vários núcleos secundários Com derivação no secundário

21 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.

22 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, (dois enrolamentos primários) e (dois enrolamentos secundários);

23 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.

24 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.

25 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.

26 Polaridade A maioria dos TCs tem polaridade subtrativa, sendo inclusive indicada pela NBR6856. Somente sob encomenda são fabricados transformadores de corrente com polaridade aditiva.

27 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.

28 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.

29 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.

30 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.

31 Transformador de Potencial

32 Transformador de Potencial

33 Transformador de Potencial

34 Transformador de Potencial

35 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.

36 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).

37 Transformador de Potencial

38 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 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.

39 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.

40 Transformador de Potencial

41 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

42 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.

43 TP indutivo (até V= 138 Kv)

44 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.

45 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.

46 TP Capacitivo

47 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 volts;

48 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 69000x 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:

49 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.

50 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;

51 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.

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