1.1 - transformador de potencial

Universidade Federal de Itajub - UNIFEI Disciplina EEL505 - Medidas

TRANSFORMADORES PARAINSTRUMENTOSTransformador de Potencial (TP) e Transformador de Corrente (TC)Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


INTRODUOCONSIDERAESINICIAIS

52-a

52

BO

125 Vdc

TP'sou TPCs

TC's

REL

CARGA

Prof. Fernando Belchior Maro/2009

Transformador de Potencial e de Corrente


INTRODUOCONSIDERAESINICIAIS Funo: Retratar as condies reais de corrente e tenso de um circuito eltrico com a fidelidade necessria, seja em regime permanente ou durante faltas. Isolao galvnica.Grandeza primria Grandeza secundria

Exatido e Isolamento Normalizada Fcil utilizao Sem risco para a segurana pessoal e patrimonialProf. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


INTRODUOCONSIDERAESINICIAISCarga eltrica

TC

TP

Rel 21 Wattmetro outros

Trs tipos bsicos convencionais:Transformadores de Potencial (TPs) Transformadores de Corrente (TCs) Transformadores de Potencial Capacitivos (TPCs)Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


INTRODUOCONSIDERAESINICIAISReviso da Teoria Bsica de Transformadores Princpio de Funcionamento Transformao Eletromagntica.

= k.

E2 N 2 . f .Sch

V1

E2

V2

Tenses e correntes primrias so transformadas para valores secundrios adequados para uso em rels, medidores e outros instrumentos. Em geral 115[V] e 5[A].Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


INTRODUOCONSIDERAESINICIAIS Circuito Equivalente: TP ou TC I2(Kn.V2 V1 ).100 V = .100 V1 V1 (Kn.I 2 I1 ).100 I 0 = .100 I1 I1

I1 L1 R1 Io

L2

R2

V1

Iw

IE2

Z

V2

Zc

I1 = I 0 + I 2Prof. Fernando Belchior Maro/2009

= k.

E2 N 2 . f .Sch




Io Circuito Equivalente:IE2

Erro % tenso

Erro % corrente

(Kn.V2 V1 ).100 V = .100 V1 V1Prof. Fernando Belchior Maro/2009

(Kn.I 2 I1 ).100 I 0 = .100 I1 I1Transformador de Potencial e de Corrente



Notas: Perdas: Devido a induo magntica no ser linear e nem biunvoca , a cada ciclo ter-se- o lao de histerese.

= H* perdas por histerese qualidade do ao * perdas por Foucault lminas

HProf. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


INTRODUOCONSIDERAESINICIAIS A reatncia de magnetizao representa a parcela que consome I, logo:

I 0 = I + I WI

Iw

E2

I0

Com a conexo uma carga de impedncia Zc teremos:

= k.

ZT I 2 N 2 . f .Sch

ZT Impedncia total do secundrio incluindo a carga Sch Seo da chapa N2 Nmero de espiras do secundrioTransformador de Potencial e de Corrente




Normas : NBR6820 TPs Ensaios NBR6821 TCs Ensaios NBR6855 TPs Espec. NBR6856 TCs Espec. IEEE C57.13 (ANSI) IEEE C37.110 IEC srie 185, 186

ABNT




TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS

Transformadores de PotencialProf. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


TRANSFORMADORESDEPOTENCIAL




TRANSFORMADORESPARA INSTRUMENTOSTRANSFORMADORESDEPOTENCIALa) b) c) d) e) ConsideraesIniciais ErrosIntroduzidos ClassesdeExatido CaractersticasConstrutivas EspecificaesBsicas




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCONSIDERAESINICIAISFuno: Reproduzir a tenso primria no secundrio, em nveis normalizados (115 ou 115/3 [V]) - economia e segurana. Instalao: Externa (ao tempo) ou interna (abrigada)

Condio de funcionamento: a vazio Circuitos voltimtricos (30 < Zc < 1200 ) Tenso secundria praticamente constante




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALERROSINTRODUZIDOSRelao de transformao: KTP = N1 = V1N2

V2

Erros: Nenhum equipamento ideal! V1 V2 em mdulo e ngulo KTP .V2 V1 V 100 = Erro percentual de tensao 100 = V1 V1

Causa: Quedas de tenso no secundrio (passagem da corrente de carga I2) e no primrio (passagem da corrente de carga mais a corrente a vazio I0 + I2).Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


TRANSFORMADORESDEPOTENCIALERROSINTRODUZIDOSIp Lp Rp Is

Ie

Ls

Rs

Diagrama Fasorial do TP

Vp

Ia

Z

Im

Es

Vs

Zc




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALERROSINTRODUZIDOS

Fatores que determinam a exatido:Projeto e construo; Condies do sistema eltrico, tais como a tenso e a freqncia; Carga conectada no secundrio do TP.




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALERROSINTRODUZIDOSComportamento dos erros em funo da carga secundria+min

VA

0,8Vn Vn

1,2Vn

VA

1,2Vn - Vn 0,8Vn - (cos = 0,8)




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALERROSINTRODUZIDOS De acordo com as normas vigentes (ANSI C57.13 ABNT NBR 6855) a classe de preciso de um TP, expressa em %, o erro mximo admissvel que o TP pode introduzir na medio de uma potncia; Trs classes: 0,3; 0,6 e 1,2 ; A ABNT prev ainda uma classe de preciso de 3%, a qual no tem limite de ngulo de fase; As normas estipulam que os limites de erros devem ser mantidos entre 90% e 110% da tenso nominal, entre o funcionamento a vazio e sob carga, com fp no sistema primrio do TP, compreendido entre 0,6 e 1,0, uma vez que esses limites definem o traado dos paralelogramos.Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCLASSESDEEXATIDOErro de tenso %-1,40 -1,20 -1,00 -0,80 -0,60 -0,40 -0,20 0 +0,20 +0,40 +0,60 +0,80 +1,00 +1,20 +1,40

FCR1,014

1,2% 0,6% 0,3%

1,012 1,010 1,008 1,006 1,004 1,002 1,000 0,998 0,996 0,994 0,992 0,990 0,988

_

70 60 50 40 30 20 10

0

0,986 10 20 30 40 50 60 70 +


Transformador minutos ngulo de fase () em de Potencial e de Corrente


TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCARACTERSTICASCONSTRUTIVASOs TPs podem ser considerados como Transformadores de Potncia funcionando a uma carga muito reduzida, de modo que as quedas correspondentes de tenso sejam igualmente de valor reduzido. Caracteriza-se por: Resistncias e reatncias de fuga do primrio e secundrio com valores os menores possveis; Corrente de magnetizao relativamente fraca e uma induo nominal fixada a um valor moderado.




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCARACTERSTICASCONSTRUTIVAS Tipos Relao nica; relao dupla, com primrio em duas sees; duas relaes com derivaes no primrio; duas relaes com derivaes no secundrio; dois enrolamentos secundrios. Conexes Conexo V; Conexo estrela aterrada; Conexo estrela aterrada-tringulo aberto.




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCARACTERSTICASCONSTRUTIVASTP's do tipo seco - resina epoxi ou papel impregnado em leo BT - MT - AT - EAT




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCARACTERSTICASCONSTRUTIVASTP's do tipo seco - resina epoxi ou papel impregnado em leo - BT - MT - AT - EAT




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCARACTERSTICASCONSTRUTIVASESPECIFICAES BSICASTP's do tipo seco - resina epoxi ou papel impregnado em leo - BT - MT - AT - EAT




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCARACTERSTICAS CONSTRUTIVAS

Clever UFMG




TRANSFORMADORESDEPOTENCIAL

ESPECIFICAESBSICAS




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALESPECIFICAESBSICAS

Tenses nominais Tabela I (NBR 6855)




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALESPECIFICAESBSICASGrupos de ligaoO ponto fundamental o aterramento dos sistemas eltricos !! GL 1 fase-fase (isolamento pleno)

GL 2 fase-terra (isolamento reduzido)

GL 3 fase-terra (isolamento pleno)Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


TRANSFORMADORESDEPOTENCIALGrupo de ligao

ESPECIFICAESBSICAS

GL 1 fase-fase (isolamento pleno); GL 2 fase-terra (isolamento reduzido); GL 3 fase-terra (isolamento pleno). Alm do grau de isolamento (testes de tenso aplicada e induzida) outras diferenas fundamentais iro aparecer entre os trs grupos, tais como a potncia trmica nominal e ensaios de aquecimento.




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALGrupo de ligao GL 1 fase-fase (isolamento pleno) GL 2 fase-terra (isolamento reduzido) GL 3 fase-terra (isolamento pleno)

ESPECIFICAESBSICAS

Alm do grau de isolamento (testes de tenso aplicada e induzida) outras diferenas fundamentais iro aparecer entre os trs grupos, tais como a potncia trmica nominal e ensaios de aquecimento.

Freqncia importante especificar a freqncia nominal!!




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALTenses nominais ESPECIFICAESBSICAS Tabela I (NBR 6855) Sinais padronizados (:) relaes nominais; (-) tenses nominais de enrolamentos diferentes; (/) tenses e relaes nominais obtidas por derivao; (x) tenses primrias nominais e relaes nominais de enrolamentos srie paralelo. Nveis de Isolamento NI = TA/NBI/NBS Tabela II (NBR 6821)_____ /_____ / _____ kVNvel Bsico de Isolamento para Impulso Atmosfrico (BIL) - onda 1,2X50 s Tenso aplicada ao dieltrico (60Hz) - 1 min. com valores especificados por norma. Este ensaio s deve ser aplicado uma nica vez. Tenso de manobra (BSL) para tenses superiores ou iguais a 345 kV onda 200x2000s




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALESPECIFICAESBSICAS Carga nominal Soma das cargas nominais (consumo) de todos os instrumentos conectados no secundrio do TP. Classe de exatido % 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 0,6; 1,2; 3 A escolha da classe de exatido dos TPs depende da preciso dos aparelhos a serem conectados devem ser compatveis Ex.: Classe : 0,3% - Laboratrios, medidas de energia 0,6% - Instrumentao geral e integradores 1,2% - Instrumentao geral e rels de proteo




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALESPECIFICAESBSICAS Carga nominal Soma das cargas nominais (consumo) de todos os instrumentos conectados no secundrio do TP.

75




TRANSFORMADORESDEPOTENCIALCarga nominal Soma das cargas nominais (consumo) de todos os instrumentos conectados no secundrio do TP.ANSI C57.13 - 2008Designao w x y z zz VA 12,5 25 75 200 400 f.p. 0,10 0,70 0,85 0,85 0,85

ESPECIFICAESBSICAS

ABNT NBR 6855 1992Designao P12,5 P25 P75 P200 P400 VA 12,5 25 75 200 400 f.p. 0,10 0,70 0,85 0,85 0,85

Ex. : 0,3P75 ==> O fabricante garante que:Conectando-se at 75 VA, o o transformador de potencial


permanece dentro da classe de exatidode Corrente Transformador de Potencial e igual a 0,3%


TRANSFORMADORESDEPOTENCIALPotncia Trmica a carga mxima que pode ser suportada pelo transformador de potencial continuamente, sem exceder seus limites prescritos de elevao de temperatura (classe A). GL1 e GL 2 no deve ser inferior a 1,33VAn GL3 no deve ser inferior a 3,6VAn * A diferena entre estes grupos pode ser melhor compreendida, estudandose o Anexo I (NBR6855).

ESPECIFICAESBSICAS

Ambiente de utilizao Uso exterior ou interior Posio de montagem Vertical ou invertida

Observaes complementaresPolaridade e marcaes Subtrativa Primrio (H), secundrio (x) ou (x, y, z) Manuseio do secundrio Ensaios : vide norma NBR6820Prof. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente


Obrigado pela ateno !! FIMProf. Fernando Belchior Maro/2009 Transformador de Potencial e de Corrente

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