Transformadores para instrumentos para medições elétricas precisas
Os transformadores para instrumentos, também conhecidos como sensores de tensão e corrente, desempenham um papel fundamental na medição precisa e segura de grandezas elétricas, como tensão e corrente, em sistemas elétricos.
Esses dispositivos são projetados para reproduzir as condições reais do sistema elétrico, reduzindo a amplitude das grandezas elétricas medidas sem alterar sua natureza, forma ou frequência.
Além disso, proporcionam isolamento galvânico entre o circuito primário e o secundário, garantindo a segurança dos equipamentos e dos operadores.
Função dos transformadores para instrumentos:
A função principal dos transformadores para instrumentos é permitir a medição precisa das grandezas elétricas em um sistema elétrico. Eles reduzem a tensão ou corrente do sistema para níveis adequados para medição, garantindo que os instrumentos de medição recebam sinais seguros e confiáveis.
Além disso, os transformadores para instrumentos desempenham um papel importante no controle e proteção dos sistemas elétricos, fornecendo informações essenciais para dispositivos de monitoramento e controle.
Função dos transformadores para instrumentos:
Existem várias maneiras de classificar os transformadores para instrumentos. Duas classificações comuns são:
1. Transformadores de Potencial (TP) e Transformadores de Corrente (TC): Essa classificação é baseada nas grandezas elétricas que estão sendo medidas. Os TPs são utilizados para medir a tensão em um sistema elétrico, enquanto os TCs são usados para medir a corrente.
2. Tipo de Construção: Essa classificação refere-se à construção física dos transformadores para instrumentos. Pode incluir transformadores de potencial indutivos (TPI), transformadores de potencial capacitivos (TPC), transformadores de corrente convencionais, entre outros.
Explicação detalhada de cada tipo de transformador para instrumento:
a) Transformadores de Potencial (TP):
Os transformadores de potencial, também conhecidos como transformadores de tensão, são projetados para medir a tensão em um sistema elétrico. Eles reduzem a tensão do sistema para um valor adequado para medição. Existem dois tipos comuns de TPs: indutivos (TPI) e capacitivos (TPC).
– Transformadores de Potencial Indutivos (TPI): Esses TPs utilizam um núcleo ferromagnético e enrolamentos de cobre para realizar a redução da tensão. Eles são amplamente utilizados para medir tensões entre 600 V e 69 kV. Os TPIs são caracterizados por baixas resistências e reatâncias de fuga, corrente de magnetização fraca e indução nominal moderada.
-Transformadores de Potencial Capacitivos (TPC): Os TPCs são empregados para medir tensões entre 69 kV e 138 kV. Eles utilizam capacitores para realizar a redução da tensão. Quando é necessário isolar o OPLAT (Objeto Próximo Ligado à Alta Tensão), o uso de TPC é recomendado. A escolha entre TPI e TPC depende da faixa de tensão e dos requisitos específicos de medição.
– Instalação: A instalação de um transformador de potencial é realizada em paralelo ao circuito que será monitorado. A fixação das garras de conexão aos terminais de alta tensão deve ser realizada de forma precisa, com o emprego dos devidos equipamentos, como torquímetros, para garantir o devido contato entre as garras de medição e o ponto energizado. Além disso, os terminais do secundário de um TP não devem ser curto-circuitados, em hipótese alguma.
b) Transformadores de Corrente (TC):
Os transformadores de corrente são projetados para medir a corrente em um sistema elétrico. Eles são conectados em série com o circuito pelo qual a corrente flui, induzindo uma corrente proporcional no enrolamento secundário.
Eles desempenham um papel importante na medição e proteção de correntes em sistemas elétricos. Aqui estão alguns conceitos importantes sobre os TCs:
– Finalidade: A finalidade dos TCs é reproduzir a corrente primária do sistema elétrico em seu secundário, porém com uma amplitude reduzida. Além disso, eles garantem o desacoplamento dos sinais primário e secundário, evitando interferências entre eles.
– Princípio de funcionamento: Os TCs seguem o princípio da transformação eletromagnética, onde a corrente primária induz uma corrente proporcional no secundário. No entanto, os TCs operam em duas condições especiais: (i) a corrente primária é completamente independente do transformador em si e (ii) o TC funciona praticamente em curto-circuito.
– Instalação: Os TCs podem ser instalados externamente (em suportes ou postes) ou internamente, em um abrigo ou caixa apropriada. São conectados em série com o circuito a ser energizado e a conexão do equipamento aos terminais de alta tensão deve ser realizada de forma precisa, com o emprego dos devidos equipamentos, como torquímetros, para garantir o devido contato entre as garras de medição e o ponto energizado. Os terminais do secundário de um TC deve estar sempre curto-circuitado e não devem ser abertos, em hipótese alguma.
– Alimentação: Os TCs alimentam instrumentos de medição, proteção e controle, fornecendo a corrente reduzida necessária para esses dispositivos. É importante destacar que os TCs utilizados em proteção têm uma especificação diferente dos TCs utilizados em medição, especialmente em relação à saturação do núcleo em correntes mais elevadas.
– Representação da relação de transformação: A relação de transformação de um TC é representada por um número, indicando quantas vezes a corrente primária foi reduzida para obter a corrente secundária. Por exemplo, um TC com relação nominal de 160:1 significa que a corrente secundária é 1/160 (aproximadamente 0,00625) da corrente primária.
– Polaridade: A polaridade do TC é indicada da mesma forma que um transformador convencional, seguindo a convenção subtrativa.
Existem diferentes tipos de TCs, dependendo da faixa de corrente a ser medida e dos requisitos específicos:
– Os TCs têm o primário em série com o circuito que se deseja medir ou proteger. Eles obedecem ao mesmo princípio da transformação eletromagnética, mas com duas condições especiais de funcionamento: a corrente primária é independente do transformador propriamente dito e o TC funciona praticamente em curto-circuito.
– Os TCs são classificados de acordo com sua relação de transformação, representada por um número, como RTC = 800 – 5A, indicando uma relação nominal de 160:1. A polaridade dos TCs é representada como um transformador comum, seguindo a convenção subtrativa.
Importância dos transformadores para instrumentos:
Os transformadores para instrumentos desempenham um papel fundamental na medição precisa e confiável de tensão e corrente em sistemas elétricos. Eles permitem o funcionamento seguro e eficiente dos sistemas elétricos, fornecendo informações essenciais para monitoramento, controle e proteção.
Além disso, sua capacidade de isolar o circuito primário do circuito secundário proporciona segurança aos equipamentos e operadores, evitando riscos de choque elétrico e danos aos dispositivos de medição.
Os transformadores para instrumentos são amplamente utilizados em setores como energia elétrica, automação industrial, telecomunicações, entre outros, onde a medição precisa e confiável das grandezas elétricas é essencial para o funcionamento adequado dos sistemas.
Em resumo, os transformadores para instrumentos desempenham um papel vital na medição e proteção de sistemas elétricos, garantindo medições precisas e confiáveis de tensão e corrente.
Sua capacidade de reduzir as grandezas elétricas para níveis adequados de medição, seu desacoplamento entre os circuitos primário e secundário, e seu isolamento galvânico são características cruciais para o funcionamento seguro e eficiente dos sistemas elétricos.
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