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Sistemas de potência e distribuição

Calculadora de relação e carga do transformador de corrente (TC)

Selecione uma relação de referência para o transformador de corrente e calcule a carga dos condutores secundários, do contador, do relé e a carga total ligada em circuitos de TC de 1 A ou 5 A.

Equações da relação e da carga do transformador de corrente

O circuito secundário do TC inclui os condutores de ida e de retorno, e a respetiva carga aumenta com o quadrado da corrente secundária.

Rcondutor = 2ρL/A
VAcondutor = Isec² × Rcondutor
VAtotal = VAcondutor + ΣVAcargas
Relação primária do TC ≥ Iprimário × Fmargem

em que:

ρ
Resistividade do condutor de cobre utilizada pela calculadora[Ω·mm²/m]
L
Comprimento unidirecional dos condutores secundários[m]
Is
Corrente secundária nominal do TC[A]
VAtotal
Carga total ligada no secundário[VA]

Uma verificação da carga não comprova a precisão da medição nem o comportamento de saturação do TC de proteção.

Como calcular a relação e a carga do transformador de corrente

Introduza a corrente primária máxima, a margem pretendida para a relação, o secundário de 1 A ou 5 A, o comprimento unidirecional dos condutores de cobre, a secção do condutor e as cargas de todos os dispositivos ligados. A calculadora seleciona uma relação primária de referência e adiciona a carga total do circuito dos condutores.

  1. Escolha uma relação acima da corrente primária máxima pretendida.
  2. Some a resistência dos condutores secundários de ida e de retorno.
  3. Calcule a carga em VA dos condutores à corrente secundária nominal.
  4. Adicione as cargas do contador, do relé e de outros dispositivos.
  5. Compare a carga total com a carga nominal do TC.

Carga dos condutores do TC e escolha entre 1 A e 5 A

A carga da cablagem secundária é proporcional a I²R. Para a mesma resistência do circuito, um TC de 5 A produz 25 vezes a carga dos condutores de um TC de 1 A. Por esse motivo, os secundários de 1 A são vantajosos em percursos de cabo longos, desde que o equipamento ligado e a norma do projeto o permitam.

Rcondutor = 2ρL/A

VAcondutor = Isec² × Rcondutor

Limites de TC e proteção

A mera verificação da carga em VA não comprova a adequação. Os TC de medição exigem a gama de precisão e o comportamento de segurança necessários. Os TC de proteção exigem uma análise de saturação baseada na classe, no fator limite de precisão ou na tensão de joelho, na resistência do enrolamento, na carga do relé, na corrente máxima de defeito e na relação X/R do sistema.

Exemplo de carga do TC

Um transformador de corrente de 5 A ligado por 20 m de cobre de 2,5 mm² num só sentido apresenta cerca de 0,28 Ω de resistência de circuito e 7 VA de carga nos condutores. Acrescentar 3,5 VA de instrumentos e relés origina uma carga total de 10,5 VA, compatível com um transformador de corrente de 15 VA antes das verificações de precisão e saturação.

Pressupostos

  • Condutores de cobre a aproximadamente 20 °C com resistividade de 0,0175 Ω·mm²/m
  • O comprimento dos condutores é medido num único sentido e o cálculo inclui o percurso completo de ida e de retorno.
  • Os dispositivos ligados são representados pela carga declarada à corrente secundária nominal

Avisos importantes

  • Estimativa de engenharia preliminar apenas. Verifique o projeto final em relação à norma aplicável em vigor, regras locais, dados do fabricante e condições do projeto.
  • A relação e a carga em VA não estabelecem a classe de precisão, o fator de segurança do instrumento, a tensão de joelho, a saturação, o ALF, o desempenho transitório nem a adequação à proteção.
  • Nunca abra o circuito secundário de um TC energizado.

Perguntas frequentes

Porque é que um TC de 5 A pode ter muito mais carga nos condutores de ligação do que um TC de 1 A?

A carga dos condutores segue I²R. Para a mesma resistência de circuito, um secundário de 5 A cria 25 vezes a carga dos condutores de um secundário de 1 A.

A verificação da carga do circuito prova o desempenho de um transformador de corrente de proteção?

Não. A precisão de proteção também depende dos requisitos de classe, ALF ou ponto de joelho, resistência ao enrolamento, corrente de defeito, relação X/R e relé.