Nos circuitos de potência de 380 volts com altas correntes, de acordo com o PUE, é usado um conversor de design especial, chamado transformador de corrente. Com 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 o design deles.
Características de design
Os transformadores de corrente elétrica contêm os seguintes elementos estruturais:
- núcleo fechado (núcleo magnético);
- enrolamento de energia primária;
- bobina secundária (abaixando).
O enrolamento primário é conectado em série ao circuito controlado, para 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, o componente atual no enrolamento secundário é reduzido a um valor determinado pelo coeficiente de transformação.
Como a resistência dos circuitos de carga é insignificante, acredita-se que esses dispositivos operem em um modo muito próximo ao curto-circuito.
Geralmente eles têm vários grupos de enrolamentos secundários, cada um dos quais é usado para seus próprios fins. Eles podem se conectar a:
- dispositivos de proteção (relés de tensão, por exemplo);
- equipamento de medição e diagnóstico;
- equipamento de controle.
A resistência dos enrolamentos de saída é estritamente normalizada, pois mesmo um pequeno desvio do valor especificado na TU leva a um aumento no erro de medição ou a uma deterioração das características da resposta.
Uma diferença significativa entre os TCs e seus transformadores de tensão relacionados são as funções desempenhadas por esses dispositivos e o 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 convertível, que é relevante apenas para operação em circuitos de potência.
Classificação do transformador de corrente
A compreensão do objetivo do TC ajudará a familiarizar-se com a classificação geralmente aceita desses dispositivos. Exemplos conhecidos de dispositivos de conversão diferem nos seguintes recursos principais:
- Objetivo - a função desempenhada por cada dispositivo específico.
- Método de instalação no local de operação.
- Recursos de design, incluindo o número total de voltas no enrolamento primário.
- Tensão operacional e tipo de isolamento dos condutores.
- O número de estágios de transformação.
De acordo com o objetivo, as amostras de TC conhecidas são divididas em dispositivos laboratoriais, de proteção, de medição e chamados "intermediários".
A última categoria destina-se à conexão de instrumentos de medição ou à equalização dos valores de corrente em sistemas de proteção diferencial.
De acordo com o método de instalação, os seguintes tipos são diferenciados:
- somente para instalação externa (em armários de distribuição);
- para circuitos de instalação interna (em aparelhagem interna);
- conversores embutidos em unidades elétricas e dispositivos de comutação, que incluem geradores e transformadores de potência;
- dispositivos aéreos montados no topo da estrutura (em buchas).
Amostras portáteis são usadas para pesquisas de laboratório, bem como para inspeções e medições.
De acordo com o projeto do enrolamento primário, os dispositivos atuais são divididos em modelos com várias rotações, uma volta e ônibus.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.
Pelo tipo de materiais isolantes usados neles, esses produtos são divididos nos seguintes tipos:
- com isolamento "seco" à base de porcelana ou epóxi;
- com proteção de óleo de papel ou capacitor;
- com recheio composto.
Pelo número de estágios de transformação disponíveis, todos os dispositivos conhecidos instalados no circuito de potência são de estágio único e dois (seu outro nome é "cascata").
Diagramas de fiação
Vários esquemas para conectar transformadores de corrente diferem principalmente na ordem de comutação dos enrolamentos primário e secundário. O primeiro deles é caracterizado pela inclusão sequencial mais simples (o chamado "tie-in") na lacuna do barramento de fase controlado. Outra coisa é o circuito secundário, que consiste em vários enrolamentos, que podem ser disparados de acordo com os seguintes esquemas:
- “Uma estrela completa, usada para controlar os parâmetros atuais em cada fase, se necessário.
- "Estrela do tipo incompleto", usada quando não há necessidade de controlar todos os circuitos lineares de medição.
- Esquema de fixação de correntes da "sequência zero", que inclui um relé de controle.
Nos alimentadores de saída de 6 a 10 kV, para economizar, geralmente não apenas três, mas apenas dois transformadores de medição estão instalados (sem uma fase).
Nesse caso, os enrolamentos secundários são ativados de acordo com o esquema em estrela incompleto. Um circuito comum chamado “verificação de corrente de seqüência zero” é formado pela conexão de enrolamentos secundários a uma estrela completa. Ao mesmo tempo, o relé de controle usado nele está incluído na quebra de fio comum (“zero”). Com exceções desse tipo, a corrente que passa pelo enrolamento é composta pelos três vetores de fase. Se as cargas forem balanceadas, no caso de curto-circuito monofásico ou bifásico, um componente resultante do desbalanceamento é alocado no relé.
Parâmetros e características principais 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 primárias e secundárias;
- relação de transformação de corrente alternada (como uma relação);
- erro de medição permitido ao conectar um medidor de eletricidade;
- permeabilidade e seção transversal do circuito magnético (núcleo);
- magnitude do caminho magnético.
A classificação de voltagem em kilovolts é geralmente fornecida no passaporte aplicado a cada dispositivo específico. Seu valor operacional varia de 0,66 a 1150 kV. Para obter informações mais completas sobre este e outros indicadores, consulte a literatura de referência sobre a conexão de transformadores a medidores elétricos.
O valor da corrente nominal na bobina primária também é aprendido na documentação técnica anexa. Dependendo do modelo específico do conversor, este parâmetro pode variar de 1,0 a 40 mil amperes. Os valores do índice de corrente na bobina secundária são geralmente selecionados de 1,0 ou 5,0 amperes (dependendo dos parâmetros do circuito primário).
Às vezes, sob o pedido, o fabricante fabrica dispositivos com correntes secundárias de 2,0 ou 2,5 Amperes.
A taxa de transformação (multiplicidade) é um indicador da proporção ou razão das correntes das bobinas primárias e secundárias. A razão limite é entendida como a razão entre a corrente primária máxima e o seu valor nominal, desde que o erro total em uma carga secundária fixa não exceda 10%. Multiplicidade final nominal significa o mesmo indicador em carga ideal.Este parâmetro caracteriza a possibilidade do funcionamento normal dos dispositivos de proteção em situações de emergência.
Erro atual
De acordo com o GOST 7746-89, existem três tipos de erros para os TCs - atual, angular e cheio. São indicadores quantitativos de desvios dos valores da corrente secundária, multiplicados pelo coeficiente nominal, do indicador primário.
A norma prescreve o cálculo de tais erros apenas no modo de operação do sistema em estado estacionário (com parâmetros constantes) e apenas se o formato da corrente primária não diferir do formato sinusoidal.
O erro atual mencionado na descrição das multiplicidades caracteriza a diferença relativa entre os valores efetivos das correntes, expressos em porcentagem. Seu equivalente angular é definido como o erro entre os vetores de dois componentes de corrente: o primário para o circuito primário e o primeiro harmônico 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 para atender linhas de energia trifásicas.
