Os transformadores de corrente (TC) são os olhos do sistema elétrico. Para que os relés de proteção funcionem corretamente durante um curto-circuito massivo, o TC deve fornecer um sinal preciso sem saturar. É aqui que a curva de erro de 10% entra em jogo. Ignorar estas curvas pode levar a falhas catastróficas dos relés em cenários de alta falta.
Em um mundo perfeito, um TC reduziria a corrente primária para a secundária com perda zero. Na realidade, alguma corrente é sempre perdida para magnetizar o núcleo. Durante uma falta pesada, se a corrente primária for muitas vezes o valor nominal, o TC pode saturar. Isso faz com que a corrente secundária caia significativamente, levando à falha do relé de proteção.
Para entender o erro, devemos olhar para o circuito equivalente do TC. A corrente primária (Ip) é convertida para o lado secundário (I2), mas divide-se em dois caminhos. Uma parte é a corrente de excitação (Ie) que flui através da impedância de excitação (Ze), enquanto a outra parte (Is) flui para a carga externa (Zb).
A corrente de excitação (Ie) representa perdas internas, como correntes magnéticas e parasitas. Como a Ie consome uma parte da corrente transformada, a Is que medimos externamente é sempre ligeiramente menor que a I2 ideal. Como a impedância de excitação (Ze) muda com a força eletromotriz induzida (Es), devemos medir a curva característica de excitação para entender essa relação.
Primeiro, medimos a resistência CC do enrolamento secundário (Rct) e calculamos a impedância do enrolamento (Z2 = Rct + jXct). Em seguida, realizamos um teste de excitação para traçar a curva de relação U = f(Ie).
A Curva de Erro de 10%: Da mesma forma, esta define a carga secundária máxima permitida para vários valores de K_ALF, garantindo ao mesmo tempo que o erro composto não exceda 10%.
A Curva de Erro de 5%: Esta curva estabelece a relação entre o Fator Limite de Precisão (K_ALF) — a razão entre a corrente primária e a corrente primária nominal — e a carga secundária permitida quando o erro de corrente é exatamente de 5%.
Desenhar a curva de erro envolve vários passos lógicos:
Definir o Limite de Erro: Para um erro de 10%, definimos a corrente secundária total como 10 vezes a corrente de excitação (I2 = 10 * Ie).
Calcular a Saída Secundária: Usando o modelo de circuito, Is = I2 - Ie, o que resulta em Is = 9 * Ie.
Determinar K_ALF: O Fator Limite de Precisão (K_ALF) é a razão entre a corrente primária e a corrente primária nominal. Para um TC com uma classificação secundária de 1A, K_ALF = 10 * Ie.
Mapear para a Carga Permitida: Para cada valor de K_ALF, encontramos a tensão (U) correspondente na curva de excitação e calculamos a carga permitida (Z) usando a fórmula Es / Is - Z2.
Ferramentas modernas como o Analisador de Transformador de Corrente KINGSINE KT220 automatizam esta matemática complexa. Enquanto os métodos tradicionais exigem equipamentos pesados, o KT220 utiliza conversão de frequência avançada para testar características de excitação de forma eficiente. Ele gera automaticamente curvas de erro de 5% e 10%, mapeando a relação entre o K_ALF e a carga permitida em VA ou Ohms.
A KINGSINE fornece esta tecnologia de alta precisão a um nível de investimento muito mais acessível do que muitas marcas europeias. Isso permite que as concessionárias equipem mais equipes de campo com ferramentas de precisão de 0,05% sem comprometer o orçamento.
Ambas as curvas mostram a relação entre o múltiplo da corrente primária e a carga secundária máxima. A curva de 5% é mais rigorosa para proteção de alta precisão, enquanto a curva de 10% é o padrão para a maioria das proteções gerais.
Uma carga maior aumenta a tensão que o TC deve produzir. Isso empurra o núcleo do TC para a saturação, aumentando a corrente de excitação e o erro global.
Sim, o KT220 é um analisador abrangente para Transformadores de Corrente (TC) e Transformadores de Potencial (TP/VT).
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