Descubra como os transformadores para instrumentos desempenham um papel crucial na medição precisa e segura de tensão e corrente em sistemas elétricos. Saiba mais sobre os tipos, funções e importância desses sensores elétricos essenciais.
Transformadores para instrumentos para medições elétricas precisas
Os transformadores para instrumentos, também conhecidos como sensores de tensão e corrente, desempenham um papel fundamental na medição precisa e segura de grandezas elétricas, como tensão e corrente, em sistemas elétricos.
Esses dispositivos são projetados para reproduzir as condições reais do sistema elétrico, reduzindo a amplitude das grandezas elétricas medidas sem alterar sua natureza, forma ou frequência. Além disso, proporcionam isolamento galvânico entre o circuito primário e o secundário, garantindo a segurança dos equipamentos e dos operadores.
Função dos transformadores para instrumentos:
A função principal dos transformadores para instrumentos é permitir a medição precisa das grandezas elétricas em um sistema elétrico. Eles reduzem a tensão ou corrente do sistema para níveis adequados para medição, garantindo que os instrumentos de medição recebam sinais seguros e confiáveis.
Além disso, os transformadores para instrumentos desempenham um papel importante no controle e proteção dos sistemas elétricos, fornecendo informações essenciais para dispositivos de monitoramento e controle.
Função dos transformadores para instrumentos:
Existem várias maneiras de classificar os transformadores para instrumentos. Duas classificações comuns são:
1. Transformadores de Potencial (TP) e Transformadores de Corrente (TC): Essa classificação é baseada nas grandezas elétricas que estão sendo medidas. Os TPs são utilizados para medir a tensão em um sistema elétrico, enquanto os TCs são usados para medir a corrente.
2. Tipo de Construção: Essa classificação refere-se à construção física dos transformadores para instrumentos. Pode incluir transformadores de potencial indutivos (TPI), transformadores de potencial capacitivos (TPC), transformadores de corrente convencionais, entre outros.
a) Transformadores de Potencial (TP):
Os transformadores de potencial, também conhecidos como transformadores de tensão, são projetados para medir a tensão em um sistema elétrico. Eles reduzem a tensão do sistema para um valor adequado para medição. Existem dois tipos comuns de TPs: indutivos (TPI) e capacitivos (TPC).
– Transformadores de Potencial Indutivos (TPI): Esses TPs utilizam um núcleo ferromagnético e enrolamentos de cobre para realizar a redução da tensão. Eles são amplamente utilizados para medir tensões entre 600 V e 69 kV. Os TPIs são caracterizados por baixas resistências e reatâncias de fuga, corrente de magnetização fraca e indução nominal moderada.
-Transformadores de Potencial Capacitivos (TPC): Os TPCs são empregados para medir tensões entre 69 kV e 138 kV. Eles utilizam capacitores para realizar a redução da tensão. Quando é necessário isolar o OPLAT (Objeto Próximo Ligado à Alta Tensão), o uso de TPC é recomendado. A escolha entre TPI e TPC depende da faixa de tensão e dos requisitos específicos de medição.
– Instalação: A instalação de um transformador de potencial é realizada em paralelo ao circuito que será monitorado. A fixação das garras de conexão aos terminais de alta tensão deve ser realizada de forma precisa, com o emprego dos devidos equipamentos, como torquímetros, para garantir o devido contato entre as garras de medição e o ponto energizado. Além disso, os terminais do secundário de um TP não devem ser curto-circuitados, em hipótese alguma.
b) Transformadores de Corrente (TC):
Os transformadores de corrente são projetados para medir a corrente em um sistema elétrico. Eles são conectados em série com o circuito pelo qual a corrente flui, induzindo uma corrente proporcional no enrolamento secundário.
Eles desempenham um papel importante na medição e proteção de correntes em sistemas elétricos. Aqui estão alguns conceitos importantes sobre os TCs:
– Finalidade: A finalidade dos TCs é reproduzir a corrente primária do sistema elétrico em seu secundário, porém com uma amplitude reduzida. Além disso, eles garantem o desacoplamento dos sinais primário e secundário, evitando interferências entre eles.
– Princípio de funcionamento: Os TCs seguem o princípio da transformação eletromagnética, onde a corrente primária induz uma corrente proporcional no secundário. No entanto, os TCs operam em duas condições especiais: (i) a corrente primária é completamente independente do transformador em si e (ii) o TC funciona praticamente em curto-circuito.
– Instalação: Os TCs podem ser instalados externamente (em suportes ou postes) ou internamente, em um abrigo ou caixa apropriada. São conectados em série com o circuito a ser energizado e a conexão do equipamento aos terminais de alta tensão deve ser realizada de forma precisa, com o emprego dos devidos equipamentos, como torquímetros, para garantir o devido contato entre as garras de medição e o ponto energizado. Os terminais do secundário de um TC deve estar sempre curto-circuitado e não devem ser abertos, em hipótese alguma.
– Alimentação: Os TCs alimentam instrumentos de medição, proteção e controle, fornecendo a corrente reduzida necessária para esses dispositivos. É importante destacar que os TCs utilizados em proteção têm uma especificação diferente dos TCs utilizados em medição, especialmente em relação à saturação do núcleo em correntes mais elevadas.
– Representação da relação de transformação: A relação de transformação de um TC é representada por um número, indicando quantas vezes a corrente primária foi reduzida para obter a corrente secundária. Por exemplo, um TC com relação nominal de 160:1 significa que a corrente secundária é 1/160 (aproximadamente 0,00625) da corrente primária.
– Polaridade: A polaridade do TC é indicada da mesma forma que um transformador convencional, seguindo a convenção subtrativa.
Existem diferentes tipos de TCs, dependendo da faixa de corrente a ser medida e dos requisitos específicos:
– Os TCs têm o primário em série com o circuito que se deseja medir ou proteger. Eles obedecem ao mesmo princípio da transformação eletromagnética, mas com duas condições especiais de funcionamento: a corrente primária é independente do transformador propriamente dito e o TC funciona praticamente em curto-circuito.
– Os TCs são classificados de acordo com sua relação de transformação, representada por um número, como RTC = 800 – 5A, indicando uma relação nominal de 160:1. A polaridade dos TCs é representada como um transformador comum, seguindo a convenção subtrativa.
Importância dos transformadores para instrumentos:
Os transformadores para instrumentos desempenham um papel fundamental na medição precisa e confiável de tensão e corrente em sistemas elétricos. Eles permitem o funcionamento seguro e eficiente dos sistemas elétricos, fornecendo informações essenciais para monitoramento, controle e proteção. Além disso, sua capacidade de isolar o circuito primário do circuito secundário proporciona segurança aos equipamentos e operadores, evitando risco de choque elétrico e danos aos dispositivos de medição.
Os transformadores para instrumentos são amplamente utilizados em setores como energia elétrica, automação industrial, telecomunicações, entre outros, onde a medição precisa e confiável das grandezas elétricas é essencial para o funcionamento adequado dos sistemas.
Em resumo, os transformadores para instrumentos desempenham um papel vital na medição e proteção de sistemas elétricos, garantindo medições precisas e confiáveis de tensão e corrente. Sua capacidade de reduzir as grandezas elétricas para níveis adequados de medição, seu desacoplamento entre os circuitos primário e secundário, e seu isolamento galvânico são características cruciais para o funcionamento seguro e eficiente dos sistemas elétricos.
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