O Transformador de Corrente (TC) é um equipamento elétrico para proteção de relés e detecção de falhas em sistemas de potência. Sua principal função é converter a grande corrente de um sistema primário em uma corrente padronizada menor de um sistema secundário-com base em uma relação de transformação específica-e transmitir esses sinais de corrente para dispositivos de retransmissão, medidores ou sistemas de controle. O TC de proteção fornece um sinal confiável de corrente de falha para o dispositivo de proteção e uma base importante para a operação rápida dos disjuntores quando ocorrem condições anormais, como curto-circuito e transbordamento.
Os TCs de proteção são um componente importante dos sistemas de proteção de relés em subestações, linhas de transmissão e distribuição, usinas de energia e sistemas de distribuição industrial. Além de simplesmente comutar correntes, eles devem manter uma saída de sinal confiável sob altas correntes de falta para garantir que a saturação prematura não comprometa a precisão das decisões de proteção.
O que é um transformador de corrente de proteção?
O transformador de corrente de proteção (PCT), comumente referido como TC de proteção, é um tipo de PCT especialmente projetado para sistemas de proteção de relés.
É instalado no circuito principal de alta tensão ou alta corrente, e seu enrolamento principal é conectado ao circuito em série e protegido. À medida que a corrente flui através do enrolamento primário, o núcleo de ferro produz um fluxo magnético, que resulta numa corrente proporcional à corrente primária no enrolamento secundário.
Considere, por exemplo, um TC com relação de transformação nominal de 600/5A: quando uma única corrente atinge 600A nominal, a saída secundária normal é de cerca de 5A. Ao monitorar a corrente secundária, o dispositivo de proteção do relé pode determinar o status de operação do sistema primário.
O papel da proteção do TC não é simplesmente “reprimir” grandes correntes, mas uma de suas principais características é o seu papel na detecção de faltas. As correntes primárias podem aumentar rapidamente durante eventos de curto-circuito, portanto, os TCs de proteção são projetados para lidar com altas correntes de falta e fenômenos transitórios associados.
Qual é o princípio de funcionamento da proteção do transformador de corrente?
O princípio operacional básico de proteção do TC é semelhante ao dos transformadores de corrente padrão, que utilizam indução eletromagnética para converter a corrente primária em corrente secundária.
O primeiro enrolamento está conectado ao circuito monitorado, enquanto o segundo enrolamento está conectado ao dispositivo de proteção do relé. Quando a corrente muda uma vez, o fluxo magnético no núcleo de ferro também flutua, fazendo com que a corrente seja gerada no enrolamento secundário. Os dispositivos de proteção de relé não exigem contato direto com circuitos primários de alta-tensão e alta{3}}corrente; em vez disso, eles obtêm sinais de corrente secundária proporcionais à corrente primária, protegendo os transformadores de corrente.
Essa abordagem serve a dois propósitos importantes:
Primeiro, reduz o nível de corrente controlado pelo dispositivo de proteção do relé, permitindo que os dispositivos utilizem entradas de corrente secundárias padronizadas.
Em segundo lugar, o sistema de proteção primário de alta tensão e o equipamento de proteção secundário são separados eletricamente, o que melhora a segurança de todo o sistema de proteção.
É importante notar que o desempenho real da proteção do TC depende não apenas de sua relação de transformação, mas também de sua classificação de precisão, carga nominal, características de comportamento do núcleo e de saturação sob condições de corrente de falta.
Quais são as principais funções de proteção dos transformadores de corrente?
1. Sinais de corrente para proteção do relé
Esta é a função principal de proteger o transformador de corrente.
Os dispositivos de proteção de relé precisam detectar alterações na corrente do circuito para determinar se houve um curto-circuito ou condições de sobrecorrente. O TC de proteção converte a corrente do sistema primário em um sinal de corrente secundário, que é transmitido ao dispositivo de proteção do relé.
Quando a corrente detectada atinge o valor definido de proteção, o sistema de proteção do relé pode enviar o comando de trip de acordo com a lógica predefinida.
Portanto, a qualidade do sinal fornecido pelo relé CT influencia diretamente a tomada de decisão-do sistema de proteção do relé.
2. Detecção de falhas-de curto-circuito e sobrecorrente
Quando ocorre um curto-circuito em um sistema de potência, a corrente de falta é geralmente significativamente maior que a corrente normal.
Os transformadores de corrente de proteção transmitem essas alterações de corrente ao dispositivo de proteção, permitindo que o sistema detecte anomalias prontamente.
Em vários esquemas de proteção, os TCs de proteção podem ser usados em combinação com proteção de sobrecorrente, proteção transitória (ação{0}}rápida) e proteção diferencial. De acordo com a estrutura do sistema de potência, o equipamento protegido e o esquema de proteção do relé selecionado, a configuração específica é determinada.
3. Coopere com os disjuntores para facilitar a solução de problemas
O TC protetor geralmente não interrompe diretamente a corrente de falta, mas é responsável por fornecer o sinal de corrente de falta.
Uma vez que o dispositivo de proteção do relé determina uma falta na linha com base em um sinal CT, ele envia uma ordem de salto ao disjuntor, que então isola parcialmente a falta.
Essas funções podem, portanto, ser resumidas da seguinte forma:
O TC de proteção é responsável por "detectar a corrente", o dispositivo de proteção do relé é responsável pela "tomada de decisões" e o disjuntor é responsável por "interromper falhas".
Juntos, esses três componentes constituem a cadeia de proteção chave no sistema de energia. Isolamento elétrico e conversão de sinal
O sistema principal geralmente opera em ambientes de alta tensão e alta corrente, o que significa que os dispositivos de proteção de relé muitas vezes não são conectados diretamente ao circuito principal.
Os transdutores de corrente de proteção (TCs) usam indução eletromagnética para converter a corrente primária em sinais adequados para equipamentos de proteção secundários, ao mesmo tempo que fornecem isolamento elétrico entre os níveis primário e secundário.
Isto é fundamental para melhorar a segurança dos equipamentos de proteção e a confiabilidade do sistema.
Qual é a diferença entre CTs de{0}classe de proteção e CTS medidos?
Embora ambos os tipos de TC utilizem indução eletromagnética para conversão de corrente, eles são projetados para finalidades diferentes.
Os TCs de classe-de medição são usados principalmente em amperímetros, medidores de energia e outros instrumentos de medição, com foco na precisão da medição na faixa normal de corrente de trabalho.
Os TCs-de classe de proteção atendem principalmente a sistemas de proteção de relés, por isso é necessário prestar atenção ao desempenho da corrente de falta. Durante o curto-circuito, uma única corrente pode ser várias vezes ou mais que uma corrente normal de trabalho, portanto, ao selecionar TCs para proteção, devem ser selecionados parâmetros de desempenho que atendam aos requisitos do sistema de proteção.
Resumindo, os TCs de medição priorizam “medições precisas durante operações normais”, enquanto os TCs de proteção priorizam “sinais de proteção confiáveis em caso de falha”.
Ao selecionar CT, a adequação não pode ser avaliada apenas pela taxa de transformação; fatores como classificação de precisão, carga (carga), requisitos de proteção e condições de falha do sistema também devem ser levados em consideração.
Quais parâmetros devem ser considerados na seleção da camada protetora CT?
A seleção deve ser baseada nos parâmetros reais do sistema de potência.
Primeiro, avalie as correntes primária e secundária-comumente conhecidas como taxa de transformação CT. Esta relação deve ser consistente com a corrente normal de trabalho da linha de proteção e com os requisitos específicos de proteção.
Em segundo lugar, considere a categoria de precisão. Os níveis de precisão devem ser selecionados de acordo com os padrões aplicáveis e esquema específico de proteção do relé; diferentes aplicações de proteção podem exigir diferentes níveis de precisão.
Além disso, parâmetros como carga nominal, frequência nominal, nível de isolamento nominal, fluxo de calor-de curto prazo, corrente dinâmica estável e método de instalação devem ser levados em consideração.
É uma consideração importante proteger as características de saturação do TC sob altas correntes de falta em um sistema com requisitos rígidos de desempenho de proteção.
O que os CTs de{0}classe de proteção devem prestar atenção durante a instalação e uso? Antes de instalar o Transformador de Corrente de Proteção (TC), verifique se os parâmetros nominais do produto estão em conformidade com os requisitos reais do sistema e verifique a exatidão das conexões primária e secundária.
Em segundo lugar, deverá ser dada especial atenção aos aspectos de segurança. Durante a operação normal, o circuito secundário do transformador de corrente não pode estar no estado aberto. Se a corrente fluir através do lado primário quando o circuito secundário for aberto, uma tensão perigosamente alta poderá ser gerada no lado secundário, representando uma ameaça à integridade do isolamento e à segurança pessoal.
Além disso, a fiação, o aterramento e a conexão dos terminais do circuito auxiliar do TC devem estar em conformidade com as especificações do projeto. Após a instalação, a polaridade, a relação de transformação, o isolamento e o próprio circuito secundário devem ser inspecionados.
Os TCs{0}}de proteção de longo prazo devem ser verificados regularmente em conjunto com o cronograma de manutenção do sistema de energia.
Conclusão:
O transformador de corrente de proteção é um elemento básico importante na proteção do relé do sistema de potência. Sua principal função é converter a grande corrente do sistema principal em sinal de corrente adequado para equipamentos de proteção de relés, fornecendo assim os dados fundamentais para detecção de faltas, lógica de proteção de relés e disparo de disjuntores.
Na aplicação prática, a seleção do TC de proteção requer uma avaliação abrangente da relação de transformação da corrente; classificação de precisão, carga nominal, corrente de falha, características de saturação, nível de isolamento e condições de instalação devem ser levadas em consideração.
Para subestações, linhas de transmissão e distribuição, sistemas de geração de energia e equipamentos de distribuição industrial, a escolha de um TC de proteção que corresponda ao esquema de proteção ajuda a garantir que o sistema de proteção do relé receba sinais de corrente estáveis e confiáveis.
