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Transformadores de Potencial © Clever Pereira

1 - Introdução: • Tipos de TPs

- Isolamento contra altas tensões. - Fornecimento no secundário de uma tensão proporcional à tensão primária, com um certo grau de precisão, dentro de uma faixa especificada para a tensão primária.

• Classes TP’s de Medição

Faixa de operação: ( 0 – 1,1 ) Vn TP’s de Proteção

Faixa de operação: ( 0,05 – 1,9 ) Vn

TPs de proteção possuem maiores erros normalizados e maiores faixas de operação que os TPs de medição

TPs Eletromagnéticos

(TPs) TPs Capacitivos (TPCs)

Até 138 kV Acima de 138 kV

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2 - Definições:

(a) Tensão Primária Nominal (Vpn) Acima de 115 V (ASA-ABNT) ou 110 V (IEC).

(b) Tensão Secundária Nominal (Vsn)

115 – 115 / 3 (ASA-ABNT) 110 – 110 / 3 (IEC)

(c) Relação de Transformação Nominal (kn) n V Vk=

(d) Relação de Transformação Real (k) spV Vk=

(e) Fator de Correção de Relação (FCR) nk kFCR=

(f) Erro de Relação ou de Corrente [ξi(%)]

(g) Erro de Ângulo de Fase (γ)

(h) Carga ou Burden Zb , cosΦ ou S , cosΦ ( para Vs = Vsn )

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3 – Transformadores de Potencial Eletromagnéticos

3.1. Características Gerais

1. Projetos: similares aos trafos de potência e funcionamento bem abaixo do limite térmico.

• Limite de Tensão

Vpn ≤ 138 kV Em geral: Vpn ≤ 15 kV

• Exemplo

Burden: Vs = 110 V (65 V fase/neutro); Ss ≤ 150 VA

- Trifásico com 5 pernas

- Monofásico Tipos

pmp IVS

fAB s s p pm p p

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Desta forma, pode ser construída uma tabela mostrando o número de espiras do primário e a corrente primária nominal para diversas classes de tensão nominal. Assim procedendo:

Tensão de Linha [kV] Ep [kV] Np (espiras) Ip (mA)

Pode-se notar que à medida que a tensão nominal vai aumentando, o número de espiras necessários para se estabelecer a densidade de campo magnético desejada de 1,6 Wb/m2 também aumenta. Por outro lado, a corrente primária nominal diminui. Isto significa construir, para níveis de tensões elevadas, TPs com enrolamento primário dotado de um número muito grande de espiras de um fio muito fino (capaz de suportar uma corrente primária nominal cada vez menor). Do ponto de vista construtivo isto significa maiores custos pela dificuldade de execução da tarefa (a chance de romper o fio fica muito grande), sem esquecer a natural necessidade de maiores quantidades de isolamentos, para tensões maiores. Desta forma é praticamente impossível bons projetos de TPs com tensão primária nominais acima de 138 kV. Desta forma, é usual construir-se TPs eletromagnéticos até a classe de tensão de 138 kV e para aplicações em sistemas com tensões superiores a 138 kV utilizam-se TPs de 13,8 kV acoplados a um divisor de potencial capacitivo, denominados TPCs (transformadores de potencial capacitivos).

• Forma de Ligação

A ligação usual em TPs é a ligação estrela aterrada-estrela aterrada.

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3.2. Circuito Equivalente (referido ao secundário) 3.3. Diagrama Fasorial

3.4. Erros em Regime Permanente Senoidal (a) Erro de relação ou de tensão (εv)

v V VVkV

(a) Erro de ângulo de fase ou de fase (γ)

V’p = Vp / kn Es R’p X’p Rs Xs

VsRa Xm

Im Ia Ie

Is I’p

Xb

Zb = Rb + j Xb Zb =! Zb! ∠Φb

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