Introdução
Os transformadores de corrente são amplamente utilizados em sistemas de potência porque permitem medir, monitorar e proteger circuitos elétricos que transportam altos níveis de corrente. Na geração de energia, transmissão, distribuição e sistemas elétricos industriais, a corrente pode atingir níveis que não podem ser conectados diretamente a instrumentos de medição convencionais.
Um transformador de corrente fornece uma solução prática ao converter a corrente primária em uma corrente secundária menor. Este sinal secundário pode então ser fornecido a medidores, equipamentos de monitoramento e relés de proteção.
O uso de transformadores de corrente está, portanto, intimamente relacionado à medição elétrica, monitoramento do sistema, proteção e operação segura.
Medindo Alta Corrente Elétrica
Uma das principais razões pelas quais os transformadores de corrente são usados em sistemas de potência é a necessidade de medir correntes elevadas.
Os condutores do sistema de energia podem transportar centenas ou milhares de amperes. Conectar um instrumento de medição padrão diretamente a tal circuito exigiria que o instrumento lidasse com a corrente total.
Um TC evita esse requisito transformando a corrente primária alta em uma corrente secundária proporcional menor.
Por exemplo, um TC 1000/5A pode fornecer aproximadamente 5A em seu lado secundário quando a corrente primária é 1000A sob condições nominais.
Isto permite que equipamentos de medição projetados para entradas de corrente mais baixas obtenham informações sobre um circuito de potência muito maior.
Suporte à proteção elétrica
Os sistemas de energia requerem equipamentos de proteção para detectar condições operacionais anormais e responder adequadamente.
Os transformadores de corrente fornecem os sinais de corrente necessários para muitos sistemas de proteção. Um relé de proteção pode analisar a corrente fornecida pelo TC e determinar se pode existir uma condição anormal.
Durante uma falha, como um curto-circuito, a corrente pode aumentar significativamente. Um TC de proteção adequadamente selecionado pode fornecer ao relé de proteção as informações necessárias para que o sistema de proteção responda.
Como o desempenho da proteção depende de informações precisas sobre a corrente, a seleção do TC é uma parte importante do projeto do sistema de potência.
Medição de Energia e Potência
Os transformadores de corrente também são usados para medição de potência e energia.
Um medidor de energia ou medidor de energia pode precisar de informações de corrente e tensão para calcular parâmetros elétricos. Em sistemas de energia de alta-corrente, um TC pode fornecer o sinal de corrente necessário sem exigir que o medidor esteja conectado diretamente ao condutor-de alta corrente.
Isto é particularmente útil em subestações, instalações industriais, edifícios comerciais e grandes sistemas de distribuição.
Para medição de energia, as características de precisão do TC são especialmente importantes porque erros de medição podem afetar o gerenciamento de energia e outros cálculos.
Monitoramento do Sistema Elétrico
O monitoramento contínuo é cada vez mais importante nos sistemas de energia modernos.
Os CTs podem fornecer dados atuais para medidores digitais, sistemas de monitoramento e plataformas de gerenciamento de energia. Os operadores podem usar essas informações para compreender as condições de carga e identificar alterações na demanda elétrica.
O monitoramento de corrente também pode fornecer informações úteis ao avaliar a operação de equipamentos elétricos.
Quando os transformadores de corrente são integrados a sistemas de monitoramento modernos, os dados elétricos podem ser coletados e analisados ao longo do tempo, apoiando um melhor gerenciamento do sistema.
Isolamento Elétrico
Outra razão pela qual os TCs são usados em sistemas de potência é sua capacidade de fornecer separação entre o circuito de potência primário e o circuito secundário de medição ou proteção.
O circuito primário-de alta corrente não precisa ser conectado diretamente ao instrumento de medição. Em vez disso, o instrumento recebe um sinal proporcional do secundário do TC.
Esse arranjo é particularmente útil em instalações-de alta corrente porque simplifica a interface entre equipamentos de energia e dispositivos de medição ou proteção.
Compatibilidade com equipamentos de medição
Os transformadores de corrente também oferecem compatibilidade entre circuitos-de alta corrente e equipamentos de medição padronizados.
Muitos medidores e dispositivos de proteção são projetados para aceitar classificações específicas de corrente secundária. Um TC pode transformar a corrente primária em uma saída secundária adequada de acordo com sua relação nominal.
Por exemplo, dependendo da aplicação, um TC pode ter uma classificação secundária de 1A ou 5A.
A relação correta deve ser selecionada de acordo com a corrente primária esperada e os requisitos do equipamento conectado.
Aplicações em distribuição de energia
Os transformadores de corrente são comumente encontrados em equipamentos de distribuição de energia, como quadros de distribuição, painéis de distribuição, subestações e circuitos alimentadores.
Nessas aplicações, os TCs podem medir correntes de entrada e saída, fornecer informações aos relés de proteção e apoiar o monitoramento de energia.
Diferentes designs de TC podem ser usados dependendo dos requisitos de instalação. Fatores como tamanho do condutor, espaço disponível, nível de tensão, classificação de corrente, requisitos de precisão e método de instalação podem influenciar a seleção do produto.
Conclusão
Os transformadores de corrente são usados em sistemas de energia porque fornecem uma maneira prática de medir, monitorar e proteger circuitos elétricos de alta-corrente.
Ao transformar a corrente primária alta em uma corrente secundária proporcional menor, os TCs permitem que medidores, equipamentos de monitoramento e relés de proteção operem sem estarem diretamente conectados à corrente primária total.
Eles são, portanto, importantes na distribuição de energia, medição de energia, proteção elétrica e monitoramento de sistemas.
Para uma operação confiável, um TC deve ser selecionado de acordo com sua relação de corrente, requisitos de precisão, carga, nível de isolamento, aplicação e condições de instalação. Quando corretamente especificado e instalado, um transformador de corrente pode fornecer informações valiosas sobre a corrente e apoiar a operação segura e eficiente de um sistema de energia.