Um transformador de corrente (TC) é um transformador de instrumento projetado para produzir em seu circuito secundário uma corrente proporcional e em fase com a corrente em seu circuito primário. Seu objetivo fundamental é reduzir as altas correntes primárias para níveis padronizados e mensuráveis com segurança - normalmente 1 A ou 5 A - para que medidores, relés e dispositivos de monitoramento possam operar sem serem diretamente expostos a correntes perigosamente altas. O princípio de funcionamento é baseado no acoplamento magnético, mesmo princípio que rege os transformadores de potência. Um transformador de corrente CA típico consiste em um ou dois núcleos ferromagnéticos toroidais, com enrolamentos feitos de fio de cobre. O enrolamento primário pode ter uma única volta ou um barramento que passa pelo núcleo, enquanto o enrolamento secundário tem muito mais voltas dependendo da relação de transformação necessária.
O condutor que transporta a corrente medida atua como primário do transformador de corrente. A corrente alternada no enrolamento primário gera um fluxo magnético variável no tempo no núcleo, que por sua vez induz uma corrente alternada no enrolamento secundário. A relação entre as correntes primárias e secundárias é inversamente proporcional à relação de espiras: quanto maior o número de espiras secundárias em relação às espiras primárias, menor será a corrente secundária. Esta relação garante que a corrente que flui no circuito primário seja representada com precisão como uma corrente reduzida no circuito secundário, permitindo a medição segura de correntes que podem variar de dezenas a milhares de amperes.
Para um desempenho ideal, os núcleos do transformador de corrente são projetados para ter alta permeabilidade, alta resistividade e baixa histerese e perdas por correntes parasitas. Os núcleos são normalmente feitos de ligas ferromagnéticas de alta qualidade ou folhas de transformadores orientadas magneticamente. Os enrolamentos secundários para correntes de saída de 5 A ou 1 A são enrolados no lado externo do núcleo encapsulado e todas as partes ativas do transformador são revestidas com resina epóxi para isolamento e proteção mecânica.
A operação de um transformador de corrente depende de vários fatores importantes. A resistência da carga, ou carga, conectada ao enrolamento secundário deve ser selecionada com base na sensibilidade necessária para a aplicação. Se a carga for muito alta, o transformador poderá saturar e produzir leituras imprecisas. Além disso, o circuito secundário nunca deve ser aberto enquanto a corrente estiver fluindo no primário, pois isso pode induzir tensões perigosamente altas que representam sérios riscos à segurança do pessoal e do equipamento.
Em termos práticos, um transformador de corrente funciona como um dispositivo "redutor" de corrente. Por exemplo, um TC com proporção de 400:5 produzirá 5 amperes no circuito secundário quando 400 amperes fluem através do condutor primário. Essa escala proporcional é essencial para que os instrumentos elétricos meçam a corrente com segurança, sem serem diretamente expostos a altos níveis de corrente. A relação é determinada pelo número de voltas no enrolamento secundário em relação às voltas primárias efetivas e fornece uma relação fixa e confiável que permite uma interpretação precisa dos valores medidos.
Quais são os diferentes tipos de transformadores de corrente?
Os transformadores de corrente são fabricados em diversas configurações distintas, cada uma adequada para requisitos de instalação e aplicações específicas. Compreender esses tipos é essencial para selecionar o transformador apropriado para um determinado sistema elétrico.
CT tipo janela.O transformador de corrente tipo janela possui um enrolamento secundário totalmente isolado e montado permanentemente no núcleo, mas não possui enrolamento primário como parte integrante de sua estrutura. O condutor de linha é passado através da abertura da janela para servir como enrolamento primário. Este tipo de construção é comumente usado em sistemas da classe de 600 volts e é valorizado por sua simplicidade e design compacto. O número de voltas primárias é determinado pelo número de vezes que o condutor passa pela janela; uma única passagem constitui uma volta, e enrolar o condutor duas vezes reduz a relação efetiva pela metade.
CT tipo barra.O transformador de corrente tipo barra é semelhante ao tipo janela, exceto que um condutor reto fixo e isolado na forma de uma barra, haste ou tubo é permanentemente montado através do circuito magnético. Esta barra serve como um único turno primário. O design do tipo barra elimina a necessidade do instalador direcionar o condutor principal através da janela, tornando-o particularmente adequado para aplicações onde o condutor primário é um barramento rígido. A barra pode ser fixada permanentemente ou removível, dependendo do modelo específico.
TC tipo ferida.O transformador de corrente tipo enrolado possui enrolamentos primários e secundários completamente isolados e permanentemente montados no núcleo. O enrolamento primário normalmente consiste em múltiplas voltas de condutor de cobre pesado que circunda mecanicamente o núcleo. Este tipo de construção permite maior flexibilidade na obtenção de relações de transformação específicas e é frequentemente utilizado em aplicações onde a corrente primária é relativamente baixa e um maior número de voltas primárias é vantajoso.
TC de núcleo dividido.O transformador de corrente de núcleo dividido foi projetado para fácil instalação e remoção sem desconectar o condutor primário. Seu núcleo pode ser aberto e preso em torno de um cabo ou barramento existente, tornando-o ideal para aplicações de modernização e situações onde a interrupção da fonte de alimentação é impraticável ou dispendiosa. Embora os TCs de núcleo dividido ofereçam conveniência de instalação superior, eles geralmente têm classes de precisão ligeiramente inferiores em comparação com projetos de núcleo sólido devido ao pequeno entreferro inerente à sua construção.
CT tipo bucha.O transformador de corrente tipo bucha é integrado integralmente à bucha de um transformador de potência ou disjuntor. Este projeto é comumente utilizado em subestações de média e alta tensão, onde o TC é montado ao redor da própria bucha, eliminando a necessidade de conexões primárias separadas.
Classificação por Aplicação.Além do tipo de construção, os transformadores de corrente também são classificados de acordo com a aplicação pretendida. Os TCs de medição são projetados para alta precisão dentro da faixa normal de corrente operacional, normalmente até 125% da corrente nominal. Os TCs de proteção são projetados para manter a precisão sob altas correntes de falta, muitas vezes até 20 vezes a corrente nominal, para garantir que os relés de proteção possam detectar e responder às faltas corretamente. A escolha entre esses tipos depende se a função principal é medição de receita, monitoramento de sistema ou relé de proteção.
Como escolher o transformador de corrente certo?
A seleção do transformador de corrente apropriado requer uma avaliação cuidadosa de vários parâmetros inter-relacionados. Uma incompatibilidade entre as especificações do TC e a aplicação real pode levar a imprecisões de medição, danos ao equipamento ou falha no funcionamento correto dos sistemas de proteção.
Determine a corrente operacional real.O primeiro passo é estabelecer a corrente operacional normal do circuito, que pode diferir significativamente da classificação nominal do transformador ou do conjunto de manobra. Por exemplo, uma linha com um disjuntor principal de 1000 A que normalmente opera em 120–180 A exigiria uma classificação primária de TC muito mais baixa do que o tamanho do disjuntor por si só sugeriria. A classificação primária do TC geralmente deve ser selecionada em 1,2 a 1,5 vezes a corrente de carga máxima para evitar a saturação e, ao mesmo tempo, manter a resolução adequada em níveis normais de operação.
Selecione a proporção primária/secundária.A relação do TC deve ser compatível com a corrente de linha medida e com os requisitos de entrada do dispositivo de medição conectado. As classificações secundárias padrão de 1 A e 5 A são amplamente utilizadas. Uma relação de TC muito alta produzirá uma corrente secundária muito pequena para leituras precisas em condições normais, enquanto uma relação muito baixa poderá expor o transformador a correntes além dos limites de projeto.
Escolha a classe de precisão.A classe de precisão determina o erro máximo permitido em cargas especificadas. Para aplicações de medição de receitas, são recomendadas classes de precisão de 0,5 ou superiores. Para aplicações somente de monitoramento, a classe 1 pode ser suficiente. Os TCs de proteção normalmente usam classes como 5P ou 10P, que especificam o erro composto máximo no fator limite de precisão.
Avalie o fardo.A carga nominal do TC deve ser maior que a carga total imposta pelos instrumentos conectados, relés e fiação. Se a carga exceder o valor nominal, o TC poderá saturar e produzir leituras imprecisas. A carga é normalmente expressa em volt-amperes (VA) ou impedância em ohms. Para cabos longos, um TC secundário de 1 A pode ser preferido, pois sua corrente mais baixa reduz as perdas na fiação por um fator de 25 em comparação com um TC secundário de 5 A.
Considere as restrições de instalação física.As dimensões físicas do TC – particularmente o tamanho da janela ou da abertura – devem acomodar o condutor primário ou barramento. A disposição de montagem, o espaço disponível dentro do quadro ou painel e as condições ambientais, como temperatura e umidade, também devem ser considerados. Os TCs de núcleo dividido são vantajosos para projetos de modernização onde o condutor primário não pode ser desconectado.
Verifique a compatibilidade com o equipamento conectado.A saída secundária do TC deve corresponder às especificações de entrada do medidor, relé ou dispositivo de monitoramento. Usar um TC de 5 A com um dispositivo projetado para entrada de 1 A, ou vice-versa, resultará em leituras incorretas e potencial mau funcionamento do equipamento.
O que significa a relação do transformador de corrente?
A relação do transformador de corrente define a relação entre a corrente primária e a corrente secundária. É normalmente expresso como uma proporção como 300:5, 600:5 ou 1000:1, indicando que uma corrente primária especificada corresponde a uma corrente secundária padronizada. Esta relação é uma característica fundamental que determina como a corrente é dimensionada dentro de um sistema de medição ou proteção elétrica.
Por exemplo, um transformador de corrente com classificação de 200:5 tem uma relação de 40:1, o que significa que 200 amperes fluindo através do circuito primário produzirão 5 amperes no circuito secundário. Um TC com relação de 600:5 reduz a corrente primária por um fator de 120 para produzir uma saída mensurável. Essa escala proporcional garante que os instrumentos elétricos possam medir a corrente com segurança, sem serem diretamente expostos a altos níveis de corrente.
A relação é determinada pelo número de voltas no enrolamento secundário em relação às voltas primárias efetivas. Em um TC tipo janela, o condutor primário que passa pelo núcleo constitui uma espira e o enrolamento secundário possui muito mais espiras. Um TC com secundário de 5 A e 20 espiras terá uma relação de placa de 100:5. A relação de espiras é expressa como a razão entre espiras secundárias e espiras primárias, e a corrente primária é igual à corrente secundária multiplicada por esta relação de espiras.
A relação efetiva pode ser modificada alterando o número de voltas primárias através da janela do CT. Por exemplo, enrolar o condutor primário duas vezes através de um transformador de corrente 100:5 resulta em uma relação efetiva de 50:5. Esta relação permite que altos níveis de corrente sejam convertidos em valores de corrente mensuráveis adequados para instrumentos e dispositivos de proteção.
As relações de TC padrão são selecionadas com base nos níveis de corrente do sistema e nos requisitos dos instrumentos conectados. As proporções comuns incluem 100:5, 200:5, 300:5, 400:5, 600:5 e 1000:5. As correntes secundárias são normalmente padronizadas em 5 A ou 1 A para atender aos requisitos dos equipamentos de medição e proteção.
A relação de corrente selecionada afeta diretamente a precisão da medição e o desempenho do sistema. Se a relação for muito alta, a corrente medida poderá ser muito pequena para fornecer leituras precisas em condições normais de operação. Se a relação for muito baixa, o transformador poderá ser exposto a níveis de corrente mais elevados do que o pretendido, aumentando o risco de saturação e erro de medição. A seleção precisa da relação garante que tanto os sistemas de medição quanto os relés de proteção recebam sinais de corrente confiáveis.
A relação do transformador de corrente é geralmente selecionada de modo que a corrente de carga máxima seja de aproximadamente 70% da escala completa em um amperímetro padrão de 5 A. Portanto, a classificação primária do TC deve ser de aproximadamente 140–150% da corrente máxima de carga. Esta margem fornece espaço para sobrecargas temporárias enquanto mantém resolução suficiente em correntes operacionais normais.
Qual é a classe de precisão de um transformador de corrente?
A classe de precisão de um transformador de corrente define o erro máximo permitido em sua relação de transformação e deslocamento de fase sob condições operacionais especificadas. É uma especificação crítica que determina se um TC é adequado para uma aplicação específica, seja ela medição de receita, monitoramento de sistema ou relé de proteção.
Para aplicações de medição, o padrão IEC define classes de precisão de 0,1, 0,2, 0,5, 1, 3 e 5. Esses números representam o limite de erro em porcentagem na corrente nominal. Por exemplo, um TC de medição Classe 0,5 terá um erro de relação que não excede ±0,5% na corrente nominal. Os limites de erro para outros valores de corrente são especificados em tabelas padrão, com limites mais relaxados em correntes mais baixas. ANSI define três classes de precisão para medição: 0,3, 0,6 e 1,2, com limites de fator de correção de relação correspondentes de 1 ± 0,3%, 1 ± 0,6% e 1 ± 1,2% na corrente nominal. O dobro da correção é permitido a 10% da corrente nominal.
Para aplicações de proteção, a classe de precisão é designada pelo erro composto percentual mais alto permitido na corrente primária do limite de precisão nominal, seguido pela letra “P” para proteção. As classes de precisão padrão para transformadores de corrente de proteção são 5P e 10P. Um TC 5P tem um erro de relação de 1% e um erro de fase não superior a 60 minutos, enquanto um TC 10P tem um erro de relação de 3% sem nenhum nível de erro de fase especificado. O número após a designação “P” indica o fator limite de precisão, que especifica o múltiplo da corrente nominal na qual a precisão é mantida. Por exemplo, um TC 5P20 mantém um erro composto de 5% até 20 vezes a corrente nominal.
A classe de precisão é definida sob condições de carga específicas. A carga nominal é a carga que pode ser imposta aos secundários do transformador pelas bobinas do medidor, cabos e outros dispositivos conectados associados, sem causar um erro maior do que a classificação de precisão declarada. Se a carga real exceder a carga nominal, a precisão poderá diminuir significativamente.
Os TCs de medição são projetados para alta precisão dentro da faixa normal de corrente operacional, normalmente até 125% da corrente nominal. Freqüentemente, eles são projetados para saturar em correntes mais altas para proteger os dispositivos de medição conectados contra danos durante condições de falha. Os TCs de proteção, por outro lado, são projetados para manter a precisão mesmo sob altas correntes de falta, normalmente até 20 vezes a corrente nominal, para garantir que os relés de proteção possam detectar e responder com precisão às faltas. Esta diferença fundamental na intenção do projeto explica por que um TC de medição nunca deve ser substituído por um TC de proteção, ou vice-versa.
Qual é a diferença entre transformadores de corrente 1A e 5A?
Os transformadores de corrente estão disponíveis com duas classificações de corrente secundária padrão: 1 A e 5 A. A escolha entre essas duas opções tem implicações significativas no projeto do sistema, nos requisitos de fiação e no custo geral.
A corrente secundária de 5 A é o padrão mais comum em muitos mercados. A maioria dos instrumentos de medição e relés são projetados com bobinas de entrada de 5 A, e a corrente mais alta fornece um sinal mais forte que é menos suscetível a interferências de ruídos e campos magnéticos dispersos. O padrão 5 A tem raízes históricas e continua sendo amplamente utilizado em aplicações de baixa e média tensão onde a distância entre o TC e os instrumentos conectados é relativamente curta.
A corrente secundária de 1 A é preferida para aplicações que envolvem cabos de medição longos. A vantagem fundamental do TC de 1 A reside na perda de potência significativamente menor nos cabos de conexão. A potência dissipada na fiação é proporcional ao quadrado da corrente, portanto, reduzir a corrente secundária de 5 A para 1 A reduz as perdas na fiação por um fator de 25. Isso significa que, para a mesma seção transversal do cabo, um TC de 1 A pode estar localizado até 25 vezes mais distante do medidor ou relé do que um TC de 5 A, sem exceder a carga permitida.
A corrente secundária mais baixa também permite um design de transformador mais compacto e leve, reduzindo o uso e o custo de material. O TC de 1 A normalmente requer menos voltas secundárias de fio mais fino, o que contribui para sua construção mais econômica.
Em termos práticos, um secundário de 5 A é utilizado quando instrumentos ou relés estão localizados próximos ao transformador, normalmente a menos de 10 metros de distância. Um secundário de 1 A é preferencialmente selecionado quando a distância entre o transformador de corrente e o instrumento ou relé excede 10 metros. Por exemplo, em uma grande subestação onde os TCs estão localizados no pátio de manobra e os equipamentos de proteção e medição estão no prédio de controle, TCs de 1 A são a escolha padrão.
A escolha entre 1 A e 5 A também afeta a carga nominal do TC. Um TC com secundário de 1 A pode atingir uma determinada classificação VA com menos voltas secundárias e a carga dos cabos de conexão é muito menor. Isto permite que o TC opere com uma margem maior antes da saturação, melhorando a precisão em condições de falta.
É importante observar que os TCs de 1 A e 5 A não são intercambiáveis. Os medidores e relés conectados devem ser especificados para a corrente secundária correta. Misturar um TC de 1 A com um medidor de 5 A, ou vice-versa, resultará em leituras incorretas e potencial mau funcionamento do equipamento.
Qual é a diferença entre transformadores de corrente de medição e proteção?
Os transformadores de corrente de medição e proteção atendem a finalidades fundamentalmente diferentes e seus projetos refletem esses requisitos distintos. Compreender as diferenças é essencial para um projeto correto do sistema e uma operação confiável.
Requisitos de precisão.Os TCs de medição são projetados para alta precisão dentro da faixa normal de corrente operacional. Eles devem transformar com precisão as correntes de uma pequena fração da corrente nominal até cerca de 125% da corrente nominal, porque a medição de receita exige precisão em toda a gama de condições de carga normal. Classes de precisão como 0,2, 0,5 e 1,0 são comuns para aplicações de medição. Os TCs de proteção, por outro lado, não precisam ter a mesma precisão elevada em correntes de carga normais. Sua precisão é especificada em altas correntes de falta, normalmente expressa como um erro composto no fator limite de precisão. As classes de proteção padrão são 5P e 10P, indicando erros compostos máximos de 5% e 10%, respectivamente, na corrente limite de precisão nominal.
Características de saturação.A diferença de projeto mais crítica está no comportamento de saturação do núcleo. Os TCs de medição são projetados para saturar em múltiplos relativamente baixos da corrente nominal, geralmente em torno da corrente de plena carga ou um pouco acima. Esta saturação precoce intencional protege os instrumentos de medição conectados contra danos durante condições de falha. Os TCs de proteção, entretanto, são projetados para permanecerem lineares em correntes muito mais altas, normalmente até 10, 20 ou até 30 vezes a corrente nominal. O núcleo do TC de proteção é projetado para operar bem abaixo do seu ponto de saturação sob condições de falta, garantindo que o relé receba uma representação precisa da corrente de falta.
Fator de segurança.O fator de segurança determina a multiplicidade da corrente nominal na qual o TC satura. Os TCs de medição têm um fator de segurança baixo, o que significa que saturam a uma corrente relativamente baixa para proteger os instrumentos. Os TCs de proteção possuem um alto fator de segurança, permitindo-lhes suportar e transformar com precisão altas correntes de falta.
Carga e tamanho do núcleo.Os TCs de proteção normalmente requerem núcleos maiores e capacidades VA mais altas para evitar a saturação durante condições de falta severas. O núcleo maior fornece mais material magnético para lidar com os altos níveis de fluxo associados às correntes de falta sem saturação. Os TCs de medição podem usar núcleos menores, uma vez que só são necessários para funcionar com precisão em correntes de carga normais.
Contexto do aplicativo.Os TCs de medição são usados para medição de receita, monitoramento de energia e sistemas de gerenciamento de energia, onde a precisão afeta diretamente o faturamento e as decisões operacionais. Os TCs de proteção são usados com relés de proteção para proteção de sobrecorrente, proteção diferencial, proteção de distância e outros esquemas onde a operação confiável sob condições de falha é fundamental. A regra fundamental é que um TC de medição nunca deve ser usado para fins de proteção, pois ele saturará durante uma falta e não fornecerá informações precisas ao relé. Por outro lado, um TC de proteção pode ser usado para medição se sua classe de precisão for adequada, embora esta não seja uma prática comum.
Como instalar um transformador de corrente?
A instalação adequada de um transformador de corrente é fundamental para garantir medições precisas, proteção confiável e segurança do pessoal e do equipamento. O processo de instalação envolve várias etapas e precauções importantes.
Preparação de segurança.O condutor primário deve ser desenergizado sempre que possível antes de instalar, remover ou reposicionar o TC. Procedimentos de bloqueio/sinalização devem ser aplicados, juntamente com equipamento de proteção individual contra arco voltaico apropriado e outros controles de segurança para o tipo de gabinete e classe de tensão. Antes da instalação, o TC deve ser inspecionado quanto a qualquer dano, incluindo caixa rachada, fios condutores danificados, peças de montagem soltas ou sinais de superaquecimento. A tensão nominal, a relação de corrente, o tipo de saída secundária e a carga do TC devem ser confirmados como adequados para a instalação.
Montagem Física.O CT deve ser montado de forma segura e na orientação correta. Para TCs tipo janela e tipo barra, o condutor primário ou barramento deve passar pela abertura da janela. O condutor deve ser centralizado dentro da janela para garantir um acoplamento magnético uniforme. O TC deve ser montado de modo que fique nivelado e devidamente alinhado, com sua base firmemente fixada à superfície de montagem para evitar vibrações e movimentos que possam afetar a precisão da medição.
Polaridade e Orientação.A polaridade correta é essencial para medições precisas e operação adequada do relé. Os terminais CT são normalmente marcados como P1 e P2 no lado primário e S1 e S2 no lado secundário. O terminal P1 deve ficar voltado para a fonte de alimentação. Se as conexões forem invertidas, a corrente medida será deslocada em 180 graus, o que pode fazer com que os relés de proteção operem incorretamente.
Fiação Secundária.A fiação secundária deve ser conectada ao medidor, relé ou dispositivo de monitoramento usando condutores de tamanho apropriado. Para circuitos secundários de 5 A, normalmente é recomendado um cabo multipolar de 1,5 mm² ou maior. O circuito secundário nunca deve ser deixado aberto enquanto o condutor primário estiver energizado. Um secundário aberto pode desenvolver tensões perigosas que podem danificar o equipamento ou criar risco de choque. Se o secundário não estiver conectado a um dispositivo, ele deverá ser curto-circuitado com segurança.
Aterramento.O invólucro metálico do TC e quaisquer peças condutoras expostas devem ser aterradas de forma confiável para proteção contra choque elétrico. O circuito secundário deve ser aterrado apenas em um ponto para evitar correntes circulantes.
Verificação.Após a instalação, a relação, polaridade e carga do TC devem ser verificadas por meio de testes. O circuito secundário deve ser verificado quanto à continuidade e fiação correta. Uma verificação de carga deve ser realizada para confirmar se o TC está funcionando corretamente e se o medidor ou relé está recebendo o sinal correto.
Como testar um transformador de corrente?
Testar um transformador de corrente garante que ele esteja funcionando corretamente e fornecerá medições precisas e proteção confiável. Um programa de testes abrangente inclui vários procedimentos de diagnóstico importantes.
Teste de resistência de isolamento.Este teste avalia a integridade do isolamento entre os enrolamentos e entre os enrolamentos e a terra. Normalmente é usado um megôhmetro de 2.500 V, com a resistência de isolamento medida entre o enrolamento primário e o terra, o enrolamento secundário e o terra, e entre os enrolamentos primário e secundário. Para um TC saudável, a resistência de isolamento deve ser de pelo menos 500 MΩ para o enrolamento primário e 1000 MΩ para o enrolamento secundário.
Teste de proporção.O teste de relação verifica se a relação de transformação real do TC corresponde à classificação da placa de identificação. Uma corrente conhecida é aplicada ao enrolamento primário e a corrente secundária resultante é medida. A relação medida deve estar dentro da tolerância especificada pela classe de precisão. Para um TC de medição classe 0,2, o erro de relação não deve exceder ±0,5% e o deslocamento de fase não deve exceder ±30 minutos.
Teste de polaridade.A polaridade correta é essencial para a operação adequada dos relés de proteção e dos equipamentos de medição. Um teste simples de polaridade CC envolve a aplicação de um pequeno pulso CC no enrolamento primário e a observação da tensão induzida no enrolamento secundário com um medidor sensível. A direção da tensão induzida indica se a polaridade está correta. Alternativamente, um medidor de ângulo de fase pode ser usado para comparar a relação de fase entre as correntes primária e secundária.
Teste de excitação (ponto do joelho).Este teste determina as características de saturação do núcleo do TC aplicando uma tensão CA crescente ao enrolamento secundário enquanto o primário está aberto. A tensão aplicada é aumentada de zero em etapas e a corrente de excitação correspondente é registrada. A tensão do ponto de joelho é definida como a tensão na qual um aumento de 10% na tensão aplicada causa um aumento de 30% a 50% na corrente secundária. Este teste é particularmente importante para TCs de proteção, pois verifica se o TC não saturará prematuramente durante condições de falta.
Teste de carga.O teste de carga mede a impedância real do circuito secundário, incluindo os instrumentos conectados, relés e fiação. A carga medida não deve exceder a carga nominal do TC; caso contrário, o TC poderá saturar e produzir leituras imprecisas.
Desmagnetização.Após medições de resistência DC ou outros testes que possam introduzir magnetismo residual no núcleo, o TC deve ser desmagnetizado. Isso normalmente é realizado aplicando-se uma tensão CA que diminui lentamente ao enrolamento secundário. Um núcleo magnetizado pode causar erros de medição significativos.
Testes de comissionamento.Durante o comissionamento, um teste de injeção primária pode ser realizado para verificar toda a cadeia de medição de corrente, incluindo o TC, a fiação e os dispositivos conectados. Isto envolve injetar uma corrente conhecida através do circuito primário e verificar se os valores corretos são exibidos nos medidores e relés.
Quais são as aplicações dos transformadores de corrente?
Os transformadores de corrente são componentes indispensáveis em sistemas elétricos de potência, permitindo a medição, monitoramento e proteção segura de circuitos que transportam altas correntes. Suas aplicações abrangem uma ampla gama de indústrias e tensões de sistema.
Medição de receita.Uma das aplicações mais comuns dos transformadores de corrente é na medição de receita. Em instalações comerciais e industriais, a corrente de alimentação principal excede frequentemente a faixa de medição direta dos medidores de eletricidade. Os TCs reduzem a corrente primária para um nível padronizado de 5 A ou 1 A que pode ser medido com segurança pelo medidor. O medidor então multiplica a corrente medida pela relação do TC para determinar o consumo real de energia. TCs de medição precisos com classes de alta exatidão são essenciais para um faturamento justo e preciso.
Relé de proteção.Os transformadores de corrente fornecem os sinais de corrente exigidos pelos relés de proteção para detectar falhas e iniciar o disparo do disjuntor. Os TCs de proteção são projetados para transformar com precisão as correntes de falta, que podem ser muitas vezes superiores à corrente de carga normal, de modo que os relés possam distinguir com segurança entre condições normais de operação e eventos de falta. As aplicações incluem proteção contra sobrecorrente, proteção contra falha à terra, proteção diferencial e proteção de distância.
Monitoramento de energia e gerenciamento de energia.Em instalações industriais e comerciais, os TCs são amplamente utilizados em sistemas de monitoramento de energia para medir parâmetros de corrente, potência, energia e qualidade de energia. Esses sistemas ajudam os gerentes de instalações a identificar desperdícios de energia, otimizar a distribuição de carga e reduzir custos de eletricidade. Os TCs são instalados em alimentadores, motores e cargas principais em todo o sistema de distribuição.
Aparelhagem e Sistemas de Distribuição.Os transformadores de corrente são componentes integrantes de quadros de distribuição de média e baixa tensão. Eles fornecem medição de corrente para amperímetros, medidores de potência e relés de proteção dentro do conjunto de manobra. Os TCs do tipo bucha são comumente usados nesta aplicação, montados ao redor das buchas primárias de disjuntores e transformadores.
Controle e proteção do motor.Os TCs são usados em centros de controle de motores e relés de proteção de motores para monitorar a corrente do motor e detectar sobrecargas, desequilíbrios de fase e falhas à terra. Os TCs de proteção do motor devem ser projetados para lidar com as altas correntes de partida associadas à partida do motor, mantendo a precisão sob condições normais de funcionamento.
Proteção do Gerador.Grandes geradores requerem esquemas de proteção sofisticados que utilizam transformadores de corrente para detectar faltas internas, correntes diferenciais e condições operacionais anormais. Os TCs do gerador são frequentemente projetados com alta precisão e alta tensão de joelho para garantir uma operação confiável durante condições transitórias.
Eletrônica de Potência e Feedback de Sinal.Em sistemas eletrônicos de potência, como inversores e inversores de frequência variável, os TCs fornecem feedback de corrente para algoritmos de controle. Esses TCs devem ter largura de banda suficiente para transformar com precisão correntes contendo componentes de alta frequência.
Automação de Subestações.As subestações modernas usam transformadores de corrente com saídas digitais ou saídas de baixa potência que fazem interface direta com dispositivos eletrônicos inteligentes (IEDs) como parte dos sistemas de automação de subestações baseados na IEC 61850. Esses TCs eletrônicos oferecem vantagens em termos de tamanho, precisão e integração com redes de comunicação digital.
Detecção de falta à terra.Os TCs são usados em sistemas de proteção contra falta à terra para detectar pequenas correntes de fuga que podem indicar falha de isolamento ou aterramento inadvertido. CTs sensíveis com núcleos de alta permeabilidade são usados para esta aplicação para detectar correntes tão baixas quanto alguns miliamperes