Os transformadores de potencial têm como função fazer aquisição do sinal de tensão para IED’s de proteção, controle, medição, entre outros.
Para definirmos o tipo de TP que será dimensionado para uma determinada função é importante saber a sua classe de exatidão e garantir medidas com maior precisão. Ao analisar o circuito interno de um transformador de potencial observa-se que existem alguns parâmetros que irá definir o valor do erro nos TP’s.
Fator térmico de tensão nominal
Este fator determina a máxima tensão de operação dos TP’s a depender do grupo de ligação e das condições do aterramento.
Erro de relação de transformação
Este erro é ocasionado pela queda de tensão em decorrência da impedância interna do TP. Quando comparamos a tensão no primário (Vp) e com a tensão no secundário multiplicada pela relação de transformação (Vs*RTP) observa-se uma inequidade. Para corrigir este erro é utilizado o fator de correção de relação (FCR):
– Erro de relação percentual
– Tensão secundário do TP
– Tensão primária do TP
– Relação de transformação real
– Relação de transformação
– Fator de correção de relação
Ao interpretarmos as equações acima, pode-se concluir que:
Erro de Ângulo de fase
Este erro é referente a defasagem angular entre a tensão primária e secundária, o valor da defasagem angular é dado em minutos utilizando a formula a seguir:
– é o fator de correção de transformação que considera tanto o erro de relação de transformação (FCR%), como o erro do ângulo de fase, nos processos de medição de tensão. Utilizando a equação da defasagem angular entre as tensões primárias iremos plotar no gráfico
Classe de exatidão TP medição
Os TP’s destinados para realizar a medição são padronizados com erros de
0,3 – 0,6 – 1,2
A exatidão de um TP de medição é comprovada quando se garante todos os critérios de fator de correção de relação (FCR) e pelas defasagens angulares () que estão dentro do paralelogramo de exatidão
Para garantir essa classe de exatidão o TP de medição deve estar operando em uma tensão de 90% a 110% da tensão e frequência nominal, operando desde a vazio até a carga nominal especificada. Caso o TP possuia2 ou mais enrolamentos secundários será necessário garantir que a soma das cargas não ultrapasse a carga simultânea especificada. Para TP’s que possuem enrolamentos em derivação, cada tap pode possuir uma classe de exatidão caso sejam diferentes, se não, os taps devem estar dentro da classe de exatidão do enrolamento total.
Classe de exatidão de TP de proteção
A classe de exatidão padronizada para TP’s destinados a proteção de 3% e 6%, o range do erro de relação e defasagem angular é de 5% da tensão nominal.
A tensão de limite superior que é determinado através da tensão nominal vezes o fator de tensão nominal (), com cargas entre 0% e 100% da carga nominal.
Classe de exatidão TP proteção residual
Para definirmos a classe de exatidão dos TP’s de proteção residual é necessário definir 2 importantes parâmetros que são:
1. Capacidade de carga nominal
Utilizando a ligação em delta quebrado (broken delta) para TP’s de mesma classe deve ser especificada em volts-amperes de acordo com a tabela abaixo
2. Potência térmica limite
Segundo determina a norma ABNT NBR 6855 os valores de potência térmica mais utilizados para TP’s de proteção residual são 15VA, 30VA, 50VA, 75VA e 100VA e seus múltiplos decimais
A classe de exatidão de TP’s de proteção residual são padronizadas em 3% e 6%.
Caso o TP possua 2 ou mais enrolamentos secundários, deve-se garantir um critério de simultaneidade de carga conforme exemplo a seguir:
- Suponha um TP que possua um 1º enrolamento com a especificação 50VA0,6 e 2º enrolamento 100VA3P com carga simultânea de 100VA. Isso faz com que caso o primeiro enrolamento esteja trabalhando em regime nominal (com 50VA conectado) o segundo enrolamento só poderá entregar 50VA para atender ao critério de 100VA máximo de carga simultânea.
- No caso de um TP com o 1° enrolamento com a especificação de 25VA1,2 e 2° enrolamento com a especificação de 75VA6P com carga simultânea será de 100VA, isto implica que o 1° enrolamento pode receber uma carga de 0VA até 25VA e que o 2° enrolamento pode receber uma carga de 0VA até 75VA. Nesse caso ambos os enrolamentos poderiam trabalhar em regime nominal.
- No caso de um TP com o 1° enrolamento com a especificação de 15VA0,6, 2° enrolamento com a especificação de 15VA3P e o 3° enrolamento com a especificação 15VA6P com carga simultânea será de 45VA, isto implica que o 1° enrolamento pode receber uma carga de 0VA até 15VA o 2° enrolamento pode receber uma carga de 0VA até 15VA e o 3° enrolamento pode receber uma carga de 0VA até 15VA. Nesse caso ambos os enrolamentos poderiam trabalhar em regime nominal.
- No caso de um TP com o 1° enrolamento com a especificação de 100VA0,6, 2° enrolamento com a especificação de 25VA3P e o 3° enrolamento com a especificação 30VA6P para a tensão residual, com carga simultânea será de 125VA, isto implica que o 1° enrolamento pode receber uma carga de 100VA o 2° enrolamento pode receber uma carga de 25VA e o 3° enrolamento pode operar à vazio.
Através dos exemplos acimas observa-se que não se deve ultrapassar a carga simultânea especificada nos TP’s com 2 ou mais enrolamentos.
Ferrorressonância
Com o advento de vários equipamentos responsáveis por contribuir com um alto conteúdo harmônico na rede é importante realizar o aterramento no enrolamento secundário das ligações dos TP’s que não possuem referência a terra (delta aberto), no caso de ligações delta quebrado (broken delta) caso a carga conectada no secundário dos TP’s for muito baixa é aconselhável entrar em contato com o fabricante para definir uma carga mínima para evitar com que ocorra a ferroressônancia, que pode ocasionar na explosão dos transformadores de potencial.
Conclusão
Os transformadores de potencial possuem classes de exatidão baseado na carga que será conectado no enrolamento secundário e na tensão de operação do sistema. Gostou deste conteúdo? Deixe nos comentários suas dúvidas!
Um abraço e até a próxima,
Equipe Mesh Engenharia
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