Nos circuitos de potência de 380 Volts com altas correntes, segundo a PUE, é utilizado um conversor de projeto especial, denominado transformador de corrente. Com a sua ajuda, é possível reduzir o valor do indicador atual pelo número de vezes especificado pelas características técnicas. Para entender o princípio de operação de tais conversores, você precisará se familiarizar com seu projeto.
Características de design
Os transformadores de corrente elétrica contêm os seguintes elementos estruturais:
- núcleo fechado (circuito magnético);
- enrolamento de energia primária;
- bobina secundária (abaixador).
O enrolamento primário é conectado em série com o circuito monitorado, de forma que toda a corrente de fase flua através dele. A bobina secundária é carregada em um dispositivo conectado à rede - um relé de proteção ou um dispositivo de medição. Devido à diferença no número de voltas em cada uma das bobinas, a componente de corrente no enrolamento secundário é reduzida a um valor determinado pela relação de transformação.
Como a resistência dos circuitos de carga é desprezível, acredita-se que esses dispositivos operem em um modo muito próximo ao curto-circuito.
Eles geralmente têm vários grupos de enrolamentos secundários, cada um dos quais é usado para seus próprios fins. Eles podem ser conectados a:
- dispositivos de proteção (relés de tensão, por exemplo);
- equipamentos de contabilidade e diagnóstico;
- equipamento de controle.
A resistência dos enrolamentos de saída é estritamente normalizada, pois mesmo um ligeiro desvio do valor especificado na TU leva a um aumento do erro de medição ou a uma deterioração das características de resposta.
A diferença essencial entre um TT e seus transformadores de potencial relacionados está nas funções desempenhadas por esses dispositivos e no princípio de operação. Os transformadores de corrente fornecem principalmente proteção para a carga conectada e a precisão especificada das medições. O segundo tipo é caracterizado por um modo de operação puramente de conversão, que está relacionado apenas à operação em circuitos de força.
Classificação dos transformadores de corrente
- Objetivo - a função desempenhada por cada dispositivo específico.
- Método de instalação no local.
- Características do projeto, incluindo o número total de voltas no enrolamento primário.
- Tensão operacional e tipo de isolamento do condutor.
- O número de etapas de transformação.
De acordo com o objetivo, as conhecidas amostras de TT são divididas em dispositivos de laboratório, de proteção, de medição e os chamados "intermediários".
A última categoria destina-se a conectar instrumentos de medição ou equalizar valores de corrente em sistemas de proteção diferencial.
De acordo com o método de instalação, os seguintes tipos são diferenciados:
- somente para instalação ao ar livre (em gabinetes de distribuição);
- para esquemas de instalação interna (em quadro de distribuição interno);
- conversores integrados em unidades elétricas e dispositivos de comutação, que incluem geradores e transformadores de energia;
- dispositivos suspensos montados no topo da estrutura (em buchas).
Amostras portáteis são usadas para pesquisa de laboratório, bem como para inspeção e medição.
De acordo com o projeto do enrolamento primário, os dispositivos de corrente são divididos em modelos multi-turn, single-turn e bus. De acordo com a tensão de operação dos circuitos nos quais esses dispositivos estão instalados, eles são divididos em transformadores instalados em redes de até e mais de 1000 Volts.
De acordo com o tipo de materiais isolantes neles utilizados, esses produtos são divididos nos seguintes tipos:
- com isolamento "seco" à base de porcelana ou resina epóxi;
- com papel-óleo ou proteção de condensador;
- com recheio composto.
De acordo com o número de estágios de transformação disponíveis, todos os dispositivos conhecidos instalados no circuito de alimentação são de um estágio e de dois estágios (o outro nome é "cascata").
Diagramas de conexão
Vários circuitos para conectar transformadores de corrente diferem principalmente na ordem de comutação dos enrolamentos primário e secundário. O primeiro deles é caracterizado pela conexão sequencial mais simples (o chamado "tie-in") na ruptura do barramento de fase monitorado. Outra coisa são os circuitos secundários, constituídos por vários enrolamentos, que podem ser desligados de acordo com os seguintes esquemas:
- “Full star, utilizado quando é necessário monitorar os parâmetros de corrente em cada uma das fases.
- "Estrela incompleta", utilizada quando não há necessidade de controlar todos os circuitos de medição linear.
- Um circuito para fixação de correntes de "seqüência zero", que inclui um relé de controle.
Para economizar dinheiro, não três, mas apenas dois transformadores de medição (sem uma fase) são freqüentemente instalados em alimentadores de saída de 6 a 10 kV.
Nesse caso, os enrolamentos secundários são ligados em um esquema estrela incompleto. Um circuito comum chamado "teste de corrente de seqüência zero" é formado conectando os enrolamentos secundários a uma estrela completa. Neste caso, o relé de controle nele utilizado está incluído no corte do fio comum (“zero”). Com este tipo de desconexão, a corrente que passa pelo enrolamento é composta pelos três vetores de fase. Se as cargas estiverem balanceadas, no caso de curto-circuito monofásico ou bifásico, o componente resultante do desequilíbrio é liberado no relé.
Principais parâmetros e características dos transformadores de corrente
Os parâmetros técnicos de qualquer transformador de corrente são descritos pelos seguintes indicadores principais:
- classe de dispositivo;
- Tensão nominal;
- correntes nas bobinas primária e secundária;
- Razão de transformação AC (como uma razão);
- erro de medição permissível ao conectar um medidor de eletricidade;
- permeabilidade e seção transversal do circuito magnético (núcleo);
- a magnitude do caminho magnético.
A tensão nominal em quilovolts é geralmente fornecida no passaporte anexado a cada dispositivo específico. Seu valor operacional varia de 0,66 a 1150 kV. Para obter informações mais completas sobre este e outros indicadores, você deve ler a literatura de referência sobre a conexão de transformadores a medidores elétricos.
Às vezes, sob encomenda, o fabricante fabrica dispositivos com correntes secundárias de 2,0 ou 2,5 Amperes.
A relação de transformação (multiplicidade) é um indicador da proporção ou relação das correntes das bobinas primária e secundária. A multiplicidade limite é entendida como a razão entre a corrente primária máxima e seu valor nominal, desde que o erro total em uma carga secundária fixa não ultrapasse 10%. A relação limite nominal significa o mesmo indicador na carga ideal.Este parâmetro caracteriza a possibilidade de funcionamento normal dos dispositivos de proteção em modos de emergência.
Erro atual
De acordo com GOST 7746-89, existem três tipos de erros para TCs - corrente, angular e total. São indicadores quantitativos do desvio dos valores da corrente secundária, multiplicados pelo fator nominal, do indicador primário.
A norma prescreve o cálculo de tais erros apenas no modo de operação de estado estacionário (com parâmetros constantes) do sistema e apenas se a forma da corrente primária não difere da senoidal.
O erro de corrente mencionado na descrição da multiplicidade caracteriza a diferença relativa nos valores efetivos das correntes, expressa em porcentagem. Seu equivalente angular é definido como o erro entre os vetores de duas componentes da corrente efetiva: a fundamental para o circuito primário e a primeira harmônica para o secundário. Com base nesses dois valores, o erro total é calculado somando-os de acordo com a fórmula fornecida nas instruções.
O principal objetivo da medição de transformadores de corrente é conectar medidores de energia usados em linhas de força trifásicas.
