medidas eltricas poli_upe 2007 ii at 15_11_10
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prof. Carlos Frederico Diniz
•INSTRUMENTO ELETRODINÂMICO
•INSTRUMENTO DE FERROMÓVEL
•TP E TC
prof. Carlos Frederico Diniz
INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:
“A força de repulsão de 2 peças imantadas com mesma polaridade (ferro fixo e ferro móvel), em um campo magnético produzido pela bobina fixa”.
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:
“A força de repulsão de 2 peças imantadas com mesma polaridade (ferro fixo e ferro móvel), em um campo magnético produzido pela bobina fixa”.
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:
O deslocamento causado pela repulsão dos ferros é proporcional a I ef
2 . Por este motivo podemos também usá-lo para I cc
2(exatidão de 2,5%).
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:
Em CC:
Amperímetro: θθθθp = (½.Sm).(dL/d θθθθ).Icc2
Voltímetro: θθθθp = (½.Sm).(dL/d θθθθ).Vcc2
Em CA:
Amperímetro: θθθθp = (½.Sm).(dL/d θθθθ).Ief2
Voltímetro: θθθθp = (½.Sm).(dL/d θθθθ).Vef2
θθθθp Deflexão (rad)
Sm Constante da mola
dL/d θθθθ Variação da auto-indutância com θθθθ
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:
Simbologia
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:
CONCLUSÕES:
-São bem mais baratos quando comparados com
os instrumentos de bobina móvel(galvanômetro).
-São instrumentos menos exatos, geralmente
usados apenas como indicadores de painel.
-Na prática, são usados exclusivamente como
amperímetro e voltímetro em C.A., cujo valor
medido representa o eficaz.
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:
-A bobina deste instrumento suporta no máximo
uma corrente de 5 A eficaz.
-Para ampliar o calibre (fundo de escala) do
amperímetro se usa o Transformador de
Corrente – TC .
-Para ampliar o calibre (fundo de escala) do
voltímetro se usa o Transformador de
potencia l - TP.
CONCLUSÕES:
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
RELAÇÃO ENTRE A TENSÃO INSTANTÂNEA E O VALOR RMS
VRMS = Vef = Vmáx
Vmáx
VRMS
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TC- AMPLIAÇÃO ESCALA DO AMPERÍMETRO
-Medição ;
-Proteção.
TC DE MEDIÇÃO:
Os TCs empregados na medição são equipamentos capazes de transformar as correntes de carga na relação, em geral, de Ip/5, propiciando o registro de valores pelos instrumentos medidores sem que estes estejam em ligação direta com o circuito primário da instalação.
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TC-AMPLIAÇÃO ESCALA DO AMPERÍMETRO
Relação Nominal do TC:
Kc = Ip / Is
TC
Simbologia
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Exemplo : TC - tipo pedestal (óleo mineral)
Np> 1
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Exemplo: TC para (Isolamento 15 kV)
Terminais Primários
Terminais
Secundários
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Exemplo: TC para (Isolamento 72,5 kV)
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Exemplo: TC para (Isolamento 72,5 kV)
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Exemplos: TCs construído em resina epóxi
Np= 1
Tipo Barra
TC com Enrol. Primário
Np>>>> 1
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Exemplos: TCs construído em resina epóxi
Np= 1
Tipo de Barra
TC janela
Np= 1
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Exemplos: TCs construído em resina epóxi
TC de Barra
Np= 1
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Classe de Exatidão do TC
A classe de exatidão exprime nominalmente o erro esperado do TC levando em conta o erro de relação de transformação e o erro de defasamento entre as correntes primárias e secundárias.
De acordo com os instrumentos a serem ligados aos terminais secundários do TC, devem ser as seguintes as classes de exatidão deste equipamento:
TRANSFORMADOR DE CORRENTE
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Aplicação dos TC´s quanto instalação
Classe de
Exatidão
Aplicação
Melhor do que
0,3
• TC padrão; • Medições em laboratório; • Medições Especiais.
0,3 • Medição de energia elétrica para faturamento a consumidor.
0,6 ou 1,2
• Medição de energia elétrica sem finalidade de faturamento;
• Alimentação de Instrumentos de Controle: • Amperímetros; • Wattímetros; • Varímetros; • Fasímetros; etc.
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Tipo Núcleo Dividido
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TRANSFORMADOR DE CORRENTE
-A corrente primária I 1é determinada pela corrente de carga do circuito primário.
-O secundário do TC em operação nunca deve ficar aberto.
IMPORTANTE:
I1 = Iϕϕϕϕ + (-N2/N1) . I2
∴∴∴∴ Secundário aberto →→→→ I2 = 0 →→→→ I1 ≈≈≈≈ Iϕϕϕϕ
⇒⇒⇒⇒ Não haverá efeito desmagnetizante, pois:
I1 elevado →→→→ Iϕϕϕϕ elevado.→→→→ ϕϕϕϕ elevado
Consequências no núcleo :
-Magnetização forte ⇒⇒⇒⇒Altera características magnéticas.
-Aquecimento( perdas foucault) destrói isolamento .
-Aumento na f.e.m 2 ⇒⇒⇒⇒ perigo para o operador.
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TP- AMPLIAÇÃO ESCALA DO VOLTÍMETRO
Permitem aos instrumentos de medição e proteção funcionarem adequadamente sem que seja necessário possuir tensão de isolamento de acordo com a rede.
Possuem enrolamento primário / secundário através do qual se obtém a tensão desejada, padronizada para 115 V ou 115/√√√√3 V.
São equipamentos utilizados para suprirvoltímetros, frequencímetros, bobinas de tensão de medidores de energia, etc.
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TP- AMPLIAÇÃO ESCALA DO VOLTÍMETRO
Relação Nominal do TP: K P = Up / Us
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TP- AMPLIAÇÃO ESCALA DO VOLTÍMETRO
Exemplo de um TP de 13.800/115 V:
Simbologia
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TP- AMPLIAÇÃO ESCALA DO VOLTÍMETRO
Exemplo 1: TP de 13.800/115 V:
Terminais Primários
Terminais
Secundários
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TP- AMPLIAÇÃO ESCALA DO VOLTÍMETRO
Exemplo 2: TP de 13.800/115 V:
Terminais Primários
H1 – H2
Terminais
Secundários
X1 – X2
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TP- AMPLIAÇÃO ESCALA DO VOLTÍMETRO
Exemplo de um TP de 69.000/115 V:
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TP- AMPLIAÇÃO ESCALA DO VOLTÍMETRO
Exemplo de um TP de 69.000/115 V:
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Classe de Exatidão do TP:
Exprime nominalmente o erro esperado do TP levando em conta o erro de relação de transformação e e defasamento entre as correntes primárias e secundárias.
De acordo com os instrumentos a serem ligados aos terminais secundários do TP, devem ser as seguintes as classes de exatidão deste equipamento:
TRANSFORMADOR DE POTENCIAL-TP
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Classe de Exatidão do TP:
Aplicação dos TP´s quanto à classe de exatidão
Classe de
Exatidão
Aplicação
Melhor do que
0,3
• TP padrão; • Medições em laboratório; • Medições Especiais.
0,3 • Medição de energia elétrica para faturamento a consumidor.
0,6 ou 1,2
• Medição de energia elétrica sem finalidade de faturamento;
• Alimentação de Relés; • Alimentação de Instrumentos de Controle: • Voltímetros; • Wattímetros; • Varímetros; • Fasímetros; • Sincronoscópio; • Frequencímetros, etc.
TRANSFORMADOR DE POTENCIAL-TP
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3. ELETRODINÂMICO:
BpBcBc
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3. ELETRODINÂMICO:
Funcionamento em CC e CA
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3. ELETRODINÂMICO:
Como Amperímetro :
CC: θθθθp = (1/Sm).(dM/dθθθθ).Icc2
CA: θθθθp = (½.Sm).(dM/d θθθθ).Ief2
Bp BcBc
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3. ELETRODINÂMICO:
Como Voltímetro :
CC: θθθθp = ((1/Sm)/(Rp+RBp)).(dM/dθθθθ).Vcc2
CA: θθθθp = ((1/Sm)/(Zp)).(dM/dθθθθ).Vef2
Zp = (Rp+RBp)2 + (ωBp+ ωBc)2
Bp
BcBc
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3. ELETRODINÂMICO:
Como Wattímetro :
Bp
BcBc
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3. ELETRODINÂMICO: como Wattímetro :
TerminaisBc
TerminaisBp
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3. ELETRODINÂMICO:
Esquema básico de ligação do Wattímetro :
W
BcBc
Bp
+
-
Ic
Ic
Bc Fixa
Bp Móvel
Bc Fixa
Ic Ic+
-
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
VV
3. ELETRODINÂMICO:
Como Wattímetro :
Ra
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3. ELETRODINÂMICO:
Como Wattímetro :
Ra
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3.ELETRODINÂMICO:
CC: V = Vcc
θθθθp = ((1/Sm)/(Rp+RBp)).Vcc.Icc
Como Wattímetro :
K P P
CA: V = Vef
θθθθp = ((1/Sm)/(Zp)).(dM/dθθθθ).Vef.Ief.cos φφφφ
Zp = (Rp+RBp)2 + (ωBp)2
KK’’ Pa
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Conclusão :
“Em CA, o wattímetro só mede potência ativa (W)”. Ou seja:
Se v = Vm.cos(ω.t) e i = Im.cos(ω.t- φφφφ), então:
Pa = Vef .Ief .cos φφφφ (W)�
Pa - Potência ativa (lida no wattímetro) �
Vef - Tensão eficaz da fonte (na B p)�
Ief - Corrente eficaz da carga ( e na B c)�
INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
3.ELETRODINÂMICO:
Como Wattímetro :
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
Erro sistemático do wattímetro eletrodinâmico :
θθθθp = K . ( Pz + pBc)
Pz - Potência solicitada por “Z”
pBc – Perda na bobina de corrente
1. Ligação série Bc – carga (montante):
Indicação do wattímetro
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INSTRUMENTOS DE PONTEIRO
Erro sistemático do wattímetro eletrodinâmico :
θθθθp = K . ( Pz + pBp)
Pz - Potência solicitada por “Z”
pBp – Perda na bobina de potencial
1. Ligação paralela B p– carga (jusante):
Z
Indicação do wattímetro
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CA - MONOFÁSICA:
Pa = Vef .Ief .cos φφφφ (W)�
Pa - Potência ativa (lida no watímetro) �
Vef - Tensão eficaz da fonte (e B p)�
Ief - Corrente eficaz da carga ( e na B c)�Vef
Ief
φφφφ
MEDIÇÃO DE POTÊNCIA
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TP/TC–AMPLIAÇÃO ESCALA WATÍMETRO
Pa = U1.I1.cos φφφφ = kp..U2..kc..I2.cos
= kp..kc.W
MONOFÁSICA:
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TP/TC–AMPLIAÇÃO ESCALA WATÍMETRO
Pa = U1.I1.cos φφφφ = kp..U2..kc..I2.cos φφφφ2 = kp..kc.W
TC TP