Introdução
Transformadores de corrente (TCs) e transformadores de tensão (TPs), também chamados de transformadores de potencial (TPs), são componentes importantes em sistemas elétricos de potência. Ambos são transformadores de instrumentos, o que significa que transformam grandezas elétricas em valores mensuráveis e mais seguros para medidores, equipamentos de monitoramento, relés de proteção e sistemas de controle.
Embora tenham finalidades semelhantes, um transformador de corrente e um transformador de tensão são projetados para medir diferentes grandezas elétricas. Um TC mede a corrente, enquanto um TP mede a tensão. Compreender a diferença entre eles é essencial ao selecionar transformadores para aplicações de distribuição de energia, medição elétrica, comutadores e proteção.
O que é um transformador de corrente?
Um transformador de corrente é um transformador de instrumento projetado para reduzir uma corrente primária alta para uma corrente secundária mais baixa que pode ser medida com segurança por medidores elétricos ou usada por dispositivos de proteção.
Por exemplo, um TC pode ter uma relação de 400/5A. Isto significa que quando a corrente primária é de 400 A, a corrente secundária é de aproximadamente 5 A sob condições nominais de operação.
Um transformador de corrente normalmente é conectado em série com o condutor elétrico que transporta a corrente que está sendo medida. Seu lado primário transporta a corrente do sistema, enquanto o lado secundário fornece uma corrente reduzida para equipamentos de medição ou proteção.
Os CTs são amplamente utilizados em:
* Medição de energia
* Sistemas de amperímetro
* Monitoramento de energia
* Relés de proteção
* Aparelhagem
* Equipamentos elétricos industriais
* Sistemas de distribuição de energia
Uma importante característica de segurança de um TC é que seu circuito secundário não deve ser deixado aberto enquanto a corrente estiver fluindo através do primário. Um secundário do TC aberto pode resultar em alta tensão perigosa.
O que é um transformador de tensão?
Um transformador de tensão é projetado para reduzir uma tensão alta do sistema para uma tensão padronizada mais baixa, adequada para medição, monitoramento e proteção.
Por exemplo, um TP pode transformar uma tensão primária alta em uma tensão secundária de 100 V ou outro valor especificado. Isto permite que medidores e relés de proteção trabalhem com uma tensão muito mais baixa do que a tensão real do sistema.
Ao contrário de um TC, um transformador de potencial é conectado em paralelo com o sistema elétrico e não em série.
Transformadores de tensão são comumente usados para:
* Medição de tensão
* Medição de energia
* Sistemas de proteção
* Monitoramento da qualidade da energia
* Sistemas de controle elétrico
* Aparelhagem
* Sistemas de alta-tensão e média-tensão
Diferença chave entre CT e VT
A maneira mais simples de entender a diferença é que um TC transforma a corrente, enquanto um TP transforma a tensão.
- Característica Transformador de Tensão do Transformador de Corrente
- Medição principal Tensão Atual
- Conexão Série Paralela
- Quantidade primária Alta corrente Alta tensão
- Quantidade secundária Baixa corrente Baixa tensão
- Secundário típico 1 A ou 5 A Geralmente em torno de 100 V ou valor especificado
- Principais aplicações Medição e proteção de corrente Medição e proteção de tensão
- Principal preocupação de segurança Circuito aberto secundário Curto-circuito/sobrecorrente secundário
As classificações exatas e os métodos de conexão dependem do projeto do transformador e do sistema elétrico.
Diferença no princípio operacional
Tanto os TCs quanto os TPs operam de acordo com a indução eletromagnética, mas seus projetos e condições operacionais pretendidas são diferentes.
Um TC é projetado de forma que a corrente primária produza fluxo magnético em seu núcleo, o que induz uma corrente secundária proporcional. O CT fornece, portanto, uma representação eletricamente isolada e reduzida da corrente primária.
Um TP funciona mais como um transformador convencional. O enrolamento primário é conectado à tensão do sistema e a indução eletromagnética produz uma tensão secundária proporcional.
A relação do transformador determina a relação entre as grandezas primárias e secundárias.
Diferença na conexão
A conexão é outra distinção importante.
Um TC normalmente é conectado em série com o condutor. A corrente que flui através do condutor primário também passa pelo circuito primário do TC.
Um TP é conectado à fonte de tensão ou ao circuito elétrico. Portanto, ele opera em paralelo com o sistema.
Essa diferença é importante durante a instalação. A conexão incorreta pode resultar em medições imprecisas, danos ao equipamento ou condições operacionais inseguras.
Diferença nas aplicações
Os TCs são particularmente importantes quando a corrente do sistema é muito alta para que um instrumento de medição ou relé seja conectado diretamente.
Por exemplo, um sistema de distribuição industrial pode transportar centenas ou milhares de amperes. Normalmente, um medidor não pode ser conectado diretamente a um circuito de corrente-tão alto. Um TC pode converter a corrente em uma corrente secundária inferior adequada para o medidor.
VIs e PTs são usados quando a tensão do sistema é muito alta para que o equipamento de medição possa ser conectado diretamente. Um TP reduz a tensão para um nível de medição mais seguro e padronizado.
Em muitos sistemas de manobra, TCs e TPs são instalados juntos. O TC fornece informações de corrente, enquanto o TP fornece informações de tensão. Os relés de proteção podem usar ambos os sinais para determinar as condições do sistema e detectar condições operacionais anormais.
CT e VT em Medição de Energia
Ambos os transformadores podem ser utilizados na medição de energia elétrica.
Um TC fornece informações de corrente para um medidor de energia, enquanto um TP fornece informações de tensão. O medidor pode usar esses sinais para calcular parâmetros elétricos como potência e energia.
Em um sistema trifásico-de alta-tensão, tanto TCs quanto TPs podem ser necessários porque a corrente e a tensão reais do sistema são muito altas para conexão direta ao equipamento de medição padrão.
A classe de precisão do transformador é importante nestas aplicações porque os erros do transformador podem afetar a precisão da medição final.
CT e VT em Sistemas de Proteção
Os TCs e TPs também desempenham um papel importante na proteção elétrica.
Os relés de proteção precisam de informações sobre a corrente e a tensão do sistema para identificar condições anormais. Os TCs fornecem sinais de corrente, enquanto os TPs fornecem sinais de tensão.
Por exemplo, corrente excessiva pode indicar uma condição de sobrecarga ou curto-circuito. As informações de tensão podem ajudar o equipamento de proteção a identificar subtensão, sobretensão ou outras condições anormais do sistema.
O transformador selecionado para proteção deve ter especificações adequadas aos requisitos pretendidos do relé e do sistema.
Como escolher entre um CT e um VT
A escolha depende principalmente de qual grandeza elétrica precisa ser medida.
Escolha um transformador de corrente quando precisar:
* Medir alta corrente elétrica
* Fornece entrada de corrente para um medidor
* Fornece sinais de corrente para um relé de proteção
* Monitorar cargas industriais
* Medir corrente em painéis ou sistemas de distribuição
Escolha um transformador de tensão quando precisar:
* Meça a alta tensão do sistema
* Fornece entrada de tensão para um medidor
* Fornece sinais de tensão para equipamentos de proteção
* Monitore sistemas de média- ou alta-tensão
* Isole o equipamento de medição da alta tensão do sistema
Em algumas aplicações, ambos os tipos são necessários.
Conclusão
A principal diferença entre um transformador de corrente e um transformador de tensão é a grandeza elétrica que eles transformam. Um TC reduz a alta corrente para uma corrente secundária mais baixa, enquanto um TP reduz a alta tensão para uma tensão secundária mais baixa.
Os TCs são geralmente conectados em série e são amplamente utilizados para medição e proteção de corrente. Os TPs são conectados em paralelo e são usados principalmente para medição e proteção de tensão.
Para distribuição de energia, comutadores, equipamentos industriais e medição de energia, a seleção do transformador de instrumento correto requer uma consideração cuidadosa da tensão, corrente, relação, precisão, carga, requisitos de isolamento do sistema e do equipamento conectado. Siga sempre as instruções de instalação do fabricante e os requisitos de segurança elétrica aplicáveis.