TRANSFORMADOR PARA INSTRUMENTOS TP
• Transformador de potencial:
• Transformador de potencial:
1.TRANSFORMADOR DE POTENCIAL Os transformadores de potencial ou de tensão, são utilizados para rebaixar as altas tensões do sistema elétrico, com fins de medição, alimentação de bobinas de relés e instrumentos de medida. O TP é um equipamento capaz de reduzir a tensão do circuito para níveis compatíveis com a máxima tensão suportável pelos aparelhos de medidas, padronizado no secundário sec undário em 115V para ligações fase-fase e 115/√3 para ligações fase-terra.
2. Os TPs utilizam basicamente dois tipos construtivos: TPs indutivos (eletromagnético): Pelo princípio eletromagnético, utiliza dois enrolamentos acoplados por um núcleo de ferro ; TPs capacitivos: Através de divisores de tensão, utiliza dois ou mais capacitores ligados de fase a terra, com um tap entre eles.
Os TPs devem operar na faixa de 0 a 120% da tensão nominal, no entanto a classe de exatidão é garantida na faixa de 90 a 110% da tensão nominal, e a densidade de fluxo magnético no núcleo, é função da tensão primária e da carga secundária. As diferenças entre as tensões primária e secundária existentes em módulo e ângulo constituem respectivamente, nos erros de relação e de fase do TP.
3. Simbologia: Os TPs são representados num diagrama elétrico das seguintes formas:
4. Circuito equivalente de um TP Φ Rp
Xp
Rs
Ip Vp
Xs Is
Np
Ns
Z
Vs
5. Características construtivas dos TPs indutivos (eletromagnéticos): São considerados os seguintes grupos e tipos básicos: TPs dos grupos 1, 2 e 3: TPs do grupo 1: São TPs constituídos com 2 (duas) buchas no lado primário, alimentados através de fase-fase e normalmente pertencem a classe de tensão até 34,5KV.
TP de Média Tensão com isolamento em óleo – Tipo 1
•TPs do grupo 2: São TPs constituídos de 1 (uma) bucha no lado primário alimentado por uma fase e o outro terminal da bobina é solidamente aterrado. Normalmente são TPs de alta tensão e são alimentados através da tensão fase-neutro. Ex. 69/√3.
TPs do grupo 3: A exemplo do grupo 2, são TPs constituídos de somente uma bucha no lado primário, alimentado por uma fase e o outro terminal da bobina aterrado num sistema que não é garantida a efetividade do aterramento.
6. CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS a) Classe de tensão nominal: Estabelece o nível de tensão primária ao qual o equipamento permanentemente pode estar submetido. É padronizado e normalmente escolhida com valor imediatamente superior ao nível de tensão máxima de operação do sistema ao qual está conectado.
b) Tensão nominal: Nível de tensão secundária estabelecida quando aplicada a tensão nominal primária. c) Relação nominal e transformação : relação entre as tensões nominais primária e secundárias. d)Tensão máxima: Explicita o máximo nível de tensão de regime permanente ao qual o TP pode operar mantendo a mesma classe de exatidão de tensão com carga nominal.
e)Classe de exatidão: Explicita o erro de relação percentual máximo do equipamento. Tabela 1 CLASSE
UTILIZAÇÃO
0,1
Calibração
0,2 - 0,3 0,5 - 0,6
Medições em laboratório, integradores de energia tipo Watt-horímetro Instrumento de medição de faturamento
1-2-3-5
Medição operacional e proteção
f) Carga nominal: As cargas nominais padronizadas pela ABNT e ANSI correspondem aos seguintes valores: Tabela 2 ABNT 251/NB-459
ANSI C.57-13
P 12,5 P 25 P75 P 200
W X Y Z
CAR GA VA Fator de potência 12,5 0,10 25 0,70 75 0,85 200 0,85
Para determinação da impedância da carga do TP Tabela 3 – Características Elétricas dos TPs Cargas nominais
Características a 60Hz e 120V (100 a 130V)
Características a 60Hz e 120/√3 (58 a 75V)
Código
Pot. Aparente
Fator de potência
R
L
Z
R
L
Z
ABNT
VA
-
ohms
mH
Ohms
ohms
mH
ohms
P 12,5
12,5
0,10
115,2
3042
1152
38,4
1014
384
P 25
25
0,70
403,2
1092
576
134,4
364
192
P 75
75
0,85
163,2
268
192
54,4
89,4
64
g) Potência Térmica de um TP: O valor da potência térmica que um TP pode suprir continuamente sem exceder os limites de temperatura nominal, é determinada pela seguinte expressão: Pth = 1,21 x K x (V s2 /Zn) Vs = tensão secundária nominal em Volts; Zn = Impedância correspondente a carga em ohms; K = 1,33 para TPs do grupo1 e 2;
Potência térmica de um TP: • Grupo 1 = TPs projetados para ligação entre fases, normalmente até 34,5KV (2 buchas no primário); • Grupo 2 = TPs projetados para ligação entre fase e neutro em sistemas diretamente aterrado (1 bucha no primário); • Grupo 3 = TPs projetados para ligação entre fase e neutro de sistemas onde não se garanta a eficácia do aterramento (1 bucha no primário
TABELA 4 – Potência térmica dos TPs Padrão código ABNT
P 12,5 P 25 P 75 P 200 P 400
Potência térmica Grupo de ligação dos TPs Grupos 1 e 2 Grupo 3 (VA) (VA) 18 50 36 100 110 300 295 800 590 1600
•Tipos de ligação dos TPs (conexões típicas) : • A polaridade dos transformadores de potencial indica a adequada defasagem entre as tensões primárias e secundárias. •Os transformadores eletromagnéticos, devido a sua aplicação em tensões mais baixas, podem ser conectados em ligações delta aberto (V), com a utilização de 2 TPs, ou em ligação delta-delta (), com 3 TPs.
Ligação Delta aberto (V)
A B C
A 115V 115 V
115V
B
Ligação Estrela-Estrela (Y – Y)
A B C
c b a
RESUMO: TRANSFORMADOR DE POTENCIAL – TP
AT ~
V1
n1
Para um TP vale as seguintes relações: TP V2
n2 =
n2
V1
n1
Onde: V2 < V1 e n1 > n2 V
V2
• TPs são empregados para alimentar instrumentos de medida de alta ou baixa impedância(voltímetros, bobinas de potencial de relés de tensão, de wattímetros, etc.) • De um modo geral a tensão secundário nominal é de 115V ou 115/ √3; • A tensão primária caracteriza o nível de isolamento do TP;
• Ao contrário do TC, jamais deverá curtocircuito os terminais do secundário do TP. Havendo necessidade de retirar o instrumento do secundário, este enrolamento deve ficar aberto. O fechamento do secundário com um condutor de baixa impedância provocará um curto-circuito, ou seja, uma corrente i2 demasiadamente elevada, e consequentemente i1, provocando a danificação do TP.
• Geralmente quando se conecta um voltímetro ao secundário de um TP, a escala do voltímetro deve estar graduada para indicar em leitura direta, a tensão primária (AT). • Outra aplicação de uso do TP de 69 KV numa SE distribuidora, é a possibilidade de verificação com a utilização de um fasímetro, da seqüência de fases referente a entrada de linha que alimenta a SE, de forma que o transformador de força e as cargas de média tensão também fiquem faseadas e sequenciadas corretamente, evitando que alguma motobomba de uma unidade consumidora tenha o seu sentido de rotação invertido.
Diagrama unifilar: Exemplo de 01 EL e 01 SL de 72,5 KV na SE MDM, uma da fonte 01 e outra SL que também pode ser a fonte 02.
02B1 32I7-6 32I7-7
52
02I7 Carga
32I7-5
32I7-4 12I7 32J6-6
32J6-7
02J6 Fonte 01
52 32J6-5
32J6-4 12J6 Fig. 03
02B2
A1
A2
Fonte B1 01
Fonte 02 B2
C1
C2 TP
V (Módulo de tensão)
Bastões isolados para 120 KV
Fig. 04 – Detalhe dos bastões isolados para verificação do faseamento diretamente na tensão de 69 KV de uma SE distribuidora
