Tp's

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 15 (3707 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 22 de abril de 2013
Ler documento completo
Amostra do texto
Transformadores de Potencial Aspectos Básicos e Regime Transitório
Transformadores de potencial (TPs) são dispositivos projetados e construídos para alimentar instrumentos de medição, proteção ou controle em redes elétricas. Eles reduzem a tensão da rede a um valor adequado aos instrumentos, estabelecendo uma relação fixa entre os valores instantâneos correspondentes das ondas de tensão de saídae de entrada, com diferenças de fase mínimas possíveis entre elas. Também objetivam promover isolação elétrica entre os instrumentos e o sistema de potência. Os TPs podem ser do tipo indutivo (TPI) ou capacitivo (TPC), conforme é descrito a seguir.

1. Transformadores de Potencial Indutivos
1.1 Princípio de Funcionamento A forma construtiva e o modo de ligação de um TPI são mostrados na Fig.1.

Fig. 1. Transformador de potencial e modo de ligação ao sistema elétrico. Normalmente, o núcleo é de liga ferro-silício (3,2% Si) de grãos orientados. O enrolamento primário de N1 espiras é ligado em paralelo ao sistema de potência. O enrolamento secundário de N2 espiras alimenta um instrumento (medidor ou relé de proteção). Se Φ o fluxo magnético no núcleo, tem-se:
dΦ dt dΦ u2 = N 2 dt u1 N1 = u2 N 2 u1 = N 1

(1) (2) (3)

Como os TPs promovem abaixamento de tensão, tem-se N1>N2. Ao contrário dos TCs, os TPs devem operar com altas impedâncias ligadas ao secundário.
1



A diferença entre os transformadores de potência e os TPs é que os primeiros se destinam a transmitir energia de um enrolamento para outro, enquanto os TPs reduzem tensões para valores adequados aosinstrumentos, proporcionando também isolamento em relação ao circuito primário. 1.2 Aspectos Construtivos A norma NBR 6855 da ABNT [1] estabelece valores de tensão secundária nominal de 115 V ou 115/√3 V, ou ambos, como é mostrado na Fig. 2.

Fig. 2. Transformador de potencial com derivação no secundário. São mostrados três tipos de núcleo na Fig. 3. As duas colunas mais externas no TP trifásico (c)proporcionam baixa relutância para os componentes de fluxo sequência zero, em caso de operação em regime desequilibrado, e de harmônica triplas, em caso de operação em regime de distorção.

(a)

(b)

(c)

Fig. 3. Circuitos magnéticos; (a), (b) TPs monofásicos; (c) TP trifásico. Para um TP monofásico operando em regime senoidal, tem-se: U 1 = 4,44 N 1 A f B m (4)

U1 - Tensão eficaz noenrolamento primário. N1 - Número de espiras do enrolamento primário. A - Área de seção reta do núcleo magnético. f - Frequência de operação, em Hz. Bm - Valor de pico da indução no núcleo. Considerando a indução BS no ponto de joelho da curva de saturação B- H, recomenda-se usar a seguinte relação no projeto do TP [3]:
BS ≥ k U1 4,44 N 1 A f

(5)
2

Para as ligas Fe-Si do tipo GO, BS ≈ 1,6 T; aconstante k varia de 1,2 a 1,9. Assim, em caso de sobretensões, é prevista uma margem de segurança em relação valores de Bm, para que o TP não opere com o núcleo saturado. Dois tipos de TPs usados em média tensão (15 kV) são mostrados na Fig. 4, um com isolamento de óleo mineral e o outro encapsulado por isolamento sólido (epóxi). Um TP usado em tensões de até 138 kV é mostrado na Fig. 5.

Fig.4. TPs de média tensão.

Fig. 5. TP de alta tensão.

Exemplo: Um TP usado em uma linha de 138 kV, 60 Hz, possui um núcleo magnético com área de seção reta de 16 cm2 e BS ≈ 1,6 T. Calcular o número mínimo de espiras do enrolamento primário, N1. Solução - Da equação (5) tem-se: 1,2 x 138000 / 3 N1 = ≈140193 espiras 4,44 x 1,6 x 16 x 10 − 4 x 60 Para altas tensões, o número espiras N1 é muitoalto. Como a impedância da carga secundária é elevada, o fio do enrolamento primário é muito fino. Isto implica em maior custo devido à dificuldade de fabricação (a possibilidade de rompimento do fio torna-se muito grande). Uma solução é utilizar núcleos e enrolamentos ligados em cascata [2]. Ainda assim, os TPs do tipo indutivo (TPIs) não são economicamente viáveis para aplicações acima de 138...
tracking img