Engenharia eletrica

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TRANSFORMADORES DE ENERGIA

2.1. INTRODUÇÃO
Transformadores de medida são equipamentos que permitem aos instrumentos de medição e proteção funcionar adequadamente sem que seja necessário possuírem correntes e tensões nominais de acordo com a corrente de carga e tensão do circuito principal.
Os transformadores de corrente, TCs, e os transformadores de potencial, TP´s, são os transformadores demedida utilizados no sistema de proteção.
Transformadores de corrente são utilizados para suprir aparelhos que apresentam baixa resistência elétrica, tais como bobinas de corrente dos amperímetros, relés, medidores de entregia, de potencia, etc.
O TC opera com tensão variável, dependente da corrente primária e da carga ligada no seu secundário. A relação de transformação das correntesprimaria e secundaria e inversamente proporcional a relação entre o número de espirras dos enrolamentos primário e secundário.
Transformadores de potencial são equipamentos que permitem aos instrumentos de medição e proteção funcionar adequadamente sem que seja necessário possuírem tensão de isolamento de acordo com a da rede à qual estão ligados.
Os transformadores de potencial, na sua forma maissimples, possuem um enrolamento primário de muitas espirras e um enrolamento secundário através do qual se obtém a tensão desejada, normalmente padronizada em 115V ou 115/V3V. Dessa forma, os instrumentos de proteção e medição são dimensionados em tamanhos reduzidos com bobinas e demais componentes de baixa isolação.
Transformadores de potencial são equipamentos utilizados para suprir aparelhosque apresentam elevada impedância, tais como bobinas de tensão dos voltímetros, relés de tensão, medidores de energia etc. São empregados indistintamente nos sistemas de proteção e medição de energia elétrica. Em geral, são instalados juntos aos transformadores de corrente.
A figura 2.1 mostra a vista geral de uma subestação de 230 kV com seus respectivos transformadores de corrente e de potencialpara uso externo. Já as figuras 2.2. (a) e (b) mostram um cubículo metálico com os seus respectivos transformadores de corrente e de potencial parda uso interno, classe 15kV e o diagrama unifilar correspondente.
2.2 TRANSFORMADOR DE CORRENTE
Os transformadores de corrente na sua forma mais simples possuem um primário, geralmente de poucas espiras, e um secundário, no qual a corrente nominaltransformada, é, na maioria dos casos, igual a 5ª. Dessa forma, os instrumentos de medição e proteção são dimensionados em tamanhos reduzidos aos baixos valores de correntes secundarias para as quais são projetados.
Os TCs transformam, por meio do fenômeno de conversão eletromagnética, correntes elevadas, que circulam no seu primário, em pequenas correntes secundarias, segundo uma relação detransformação.
A corrente primaria a ser medida, circulando nos enrolamentos primários, cria um fluxo magnético, alternado que faz induzir as forças eletromotrizes E,, e E, respectivamente, nos enrolamentos primário e secundário.
Dessa forma, se nos terminais primários de um TC cuja relação de transformação nominal é de 20 circular de uma corrente de 100 A, obtém-se no secundário a corrente de 5 A, ou seja: 100/20= 5 A.
2.2.1 Características construtivas
Os transformadores de corrente podem ser construídos de diferentes formas e para diferentes usos ou seja:
a) TC tipo barra
É aquele cujo enrolamento primário é constituído por uma barra fixada através do núcleo do transformador. A figura 2.3 mostra um transformador de corrente tipo barra utilizados em sistemas de baixa tensão dotipo seco, enquanto a figura 2.4 mostra um transformador de corrente a óleo mineral, ambos para uso interno.
Os transformadores de corrente de barra em baixa tensão são extensivamente empregados em painéis de comando de corrente elevada, tanto para uso em proteção quanto para medição. Esse modelo de transformador e o mais utilizado em subestações de potencia de media e alta tensões. No Brasil,...
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