Os transformadores de corrente comumente utilizados em subestações podem ser classificados de acordo com seu princípio de funcionamento, estrutura, aplicação e métodos de instalação. A seguir está uma introdução detalhada aos tipos comuns de transformadores em subestações, bem como as características, cenários de aplicação e tendências do setor de transformadores em subestações:
I. Classificação por Princípio de Funcionamento
Transformador de Corrente Eletromagnética (TC Tradicional)
Princípio: De acordo com o princípio da indução eletromagnética, uma corrente produz fluxo magnético através do núcleo de ferro e dois enrolamentos induzem corrente. Características:
Tecnologia avançada, baixo custo e alta confiabilidade.
saturação do núcleo com uma faixa dinâmica limitada (geralmente menor ou igual a 30 vezes a corrente nominal).
Cenários de aplicação:
Adequado para medição, proteção e medição de subestações com níveis de tensão de 110kV e inferiores.
Por exemplo: TC do núcleo do distribuidor de 10kV, TC do lado de alta tensão do transformador principal.
Transformador de Corrente Eletrônico (ECT)
Como funciona: Saída digital direta usando sensores ópticos, como o efeito Faraday ou Bobina de Rogowski. Características:
Saturação-livre de núcleo, ampla faixa dinâmica (até 100 vezes a corrente nominal).
Tamanho pequeno, peso leve, forte capacidade anti-interferência eletromagnética.
A estabilidade-de longo prazo e a variação de temperatura precisam ser abordadas.
Cenários de aplicação:
Subestações inteligentes, novos cenários de integração energética (por exemplo, energia eólica, fotovoltaica).
Exemplos: CT óptico em GIS 220kV, CT de efeito Hall em HVDC.
II. Por estrutura
Trans (Trans) CT
Estrutura: o primeiro condutor diretamente através da janela do núcleo de ferro, o segundo enrolamento em torno do enrolamento do núcleo de ferro. Características:
Instalação flexível, sem necessidade de interrupção única.
Adequado para alta corrente (por exemplo, barramento, cabo).
Cenários de aplicação:
Na extremidade de entrada de gabinetes de distribuição de 10kV/35kV e na extremidade de saída de bancos de capacitores.
TC tubular
Estrutura: Instalado diretamente na bucha do transformador ou disjuntor, o enrolamento principal é o condutor da bucha. Características:
Compacto e economiza-espaço.
O design é necessário para combinar com o equipamento e tem pouca versatilidade.
Cenários de aplicação:
Lado de alta tensão do transformador principal, GIS (Gas Insulated Switchgear) integrado-.
Ônibus CT
Estrutura: O núcleo é dividido ao meio e imprensado entre o barramento, através do qual a corrente primária gera fluxo magnético. Características:
Não há necessidade de desconectar o barramento para facilitar a instalação.
Adequado para modernização de ônibus já em uso.
Cenários de aplicação:
Medição da corrente de barramento após expansão da capacidade da subestação.
Colunas CT
Estrutura: O núcleo e o enrolamento são fixados na coluna isolante e o condutor principal passa pelo centro do núcleo. Características:
Alta resistência mecânica, adequada para situações externas de alta-pressão.
Tamanho pequeno, alto custo.
Cenários de aplicação:
Proteção de rotas de subestações externas de 220kV/500kV.
III. Por propósito
TC de medição
Requer alta precisão (por exemplo, 0,2, 0,5) e baixo erro para medição de energia elétrica e monitoramento de carga.
Cenários de aplicação:
Principais pontos de medição, medição do consumo de energia da planta.
TC de proteção
Requisitos: Resistência de alta saturação com níveis de precisão de 5P e 10P (por exemplo,. 5P20 representa erro menor ou igual a 5% a 20 vezes a corrente nominal) para proteção contra sobrecorrente e proteção diferencial.
Cenários de aplicação:
Proteção de linha, proteção de transformador, proteção de barramento.
Exemplo: CT da saída do disjuntor 220kV.
Medição + Proteção CT de dupla finalidade-
Estrutura: Possui múltiplos enrolamentos secundários, atende aos requisitos de medição e proteção. Características:
Reduza o número de CTs e reduza custos.
A interação entre os enrolamentos precisa ser validada.
Cenários de aplicação:
Gabinete de entrada de subestações de média e baixa tensão.
4. INTRODUÇÃO por método de instalação
Instalação autônoma do CT
Estrutura: Instalada separadamente junto aos equipamentos (ex. disjuntores, barramento).
Cenários de aplicação:
TCs de circuitos externos de subestações, TCs de ponto neutro do transformador principal.
TC integrada
Estrutura: Integração com outros equipamentos (como GIS, disjuntores). Características:
Economize espaço e reduza os pontos de conexão.
Para manutenção, o equipamento precisa ser substituído como um todo.
Cenários de aplicação:
TCs internos para GIS de 110kV e superiores e TCs integrados em disjuntores inteligentes.
V. Tendências e impactos da indústria
Atualização digital
Em subestações inteligentes, os TCs precisam oferecer suporte ao protocolo IEC 61850 e emitir sinais digitais (como unidade de fusão MU) para-transmissão e sincronização de dados em tempo real.
Por exemplo, os TCs eletrônicos são combinados com terminais inteligentes (IEDs) para substituir a tradicional aquisição de grandezas analógicas.
Requisitos de medição de banda larga
A integração de novas fontes de energia leva a um aumento nos harmônicos, e os TCs exigem capacidades de resposta de banda larga (por exemplo, 0,1 Hz - 1kHz) para medir com precisão correntes não{4}}essenciais.
Solução: Use bobinas Rogowski ou sensor óptico para evitar limitações de resposta de frequência central.
Tecnologia anti-saturação
O aumento na corrente de-curto-circuito exige que os TCs empreguem técnicas anti-saturação (como classe TPY, classe TPZ) para garantir proteção confiável.
Características da classe TPY: magnético residual menor ou igual a 10%, adequado para proteção diferencial.
Miniaturização e integração
As subestações urbanas exigem espaço e a CTS está caminhando para a miniaturização e o baixo consumo de energia.
Por exemplo, núcleos de liga são usados para reduzir volume e peso.
