Como os transformadores de corrente (ct) são usados ​​na medição?

A transformador de corrente (CT) é um transformador usado para medir a corrente alternada em um circuito. Consiste em uma bobina primária, que é o condutor que fornece corrente ao circuito em teste, e uma bobina secundária (ou bobinas) que se conecta a um medidor ou outra instrumentação. A corrente na bobina secundária é diretamente proporcional à corrente na bobina primária.

Como qualquer outro transformador elétrico, um transformador de corrente possui um enrolamento primário, uma única volta (condutor), um núcleo e um enrolamento secundário; a física é a mesma de um transformador de potencial. Uma corrente CA alta que é muito forte para o medidor passa pela bobina primária, criando um campo magnético no núcleo de ferro, que então passa pelo campo magnético no núcleo de ferro para produzir uma corrente baixa na bobina secundária para medir com segurança o corrente real.

Os transformadores de corrente convertem a corrente de um valor alto para um valor baixo (não tensão).

Usos comuns de TC

Os dois usos mais comuns para transformadores de corrente incluem:

1. Medição e monitoramento do consumo de energia elétrica

Os transformadores de corrente são amplamente utilizados em metrologia porque podem medir com segurança grandes correntes em linhas.

Hoje, é impossível encontrar instrumentos que possam medir com eficácia altas tensões e altas correntes, razão pela qual os transformadores são usados ​​para medir com precisão a corrente e a tensão em circuitos, independentemente do tamanho do circuito. Graças aos avanços na eletrônica de estado sólido, os medidores de eletricidade são capazes de detectar correntes muito baixas com grande precisão. Isto permite o uso de instrumentos muito pequenos ou o agrupamento de vários instrumentos em um gabinete menor, criando oportunidades para sistemas de medição multiclientes.

Devido à capacidade do instrumento de detectar pequenas correntes e à baixa carga nos circuitos do instrumento de medição, o núcleo de ferro do transformador pode ser muito pequeno. Também permite que o enrolamento secundário do transformador seja muito pequeno para transportar correntes muito baixas, como 100 mA ou 0,1A.

Estas pequenas correntes têm o benefício adicional de reduzir a tensão secundária para permitir que o mecanismo de fixação torne o transformador de corrente intrinsecamente seguro.

É por isso que os transformadores de corrente com auto-curto-circuito, secundários de mA e auto-curto-curto são a primeira escolha para medição auxiliar. Além da segurança, ocupam muito pouco espaço na bandeja de fiação do quadro e não necessitam de blocos de curto-circuito.

Devido ao seu pequeno tamanho, os TCs também são muito eficazes na medição do consumo de energia de quase todos os circuitos elétricos em uma determinada parte de um edifício ou instalação industrial. Isso torna relativamente fácil cobrar dos clientes com base no uso de eletricidade.

2. Proteja a instrumentação e a rede elétrica

Os transformadores de corrente também são utilizados para proteger a infraestrutura elétrica contra sobrecargas e curtos-circuitos. Estes são chamados de transformadores de instrumentos protegidos.

Nessas aplicações, os terminais secundários dos transformadores de corrente são conectados a equipamentos de medição sensíveis denominados relés de proteção.

Esses relés desarmam um dispositivo de proteção (disjuntor) quando há uma sobrecorrente no circuito, causada por um circuito sobrecarregado ou geralmente por um curto-circuito.

Em aplicações de proteção, os transformadores de corrente devem ser dimensionados de forma diferente, principalmente porque a carga no relé de proteção pode ser maior que a do instrumento de medição. O núcleo também deve ser grande o suficiente para evitar a saturação do TC quando ocorrerem altas correntes no primário. É durante estes períodos de sobrecorrente que o TC deve manter sua proporcionalidade para garantir proteção adequada. Esta pode ser uma das razões para o tamanho maior do transformador de proteção.

Os transformadores de corrente são uma parte importante da medição. Eles fornecem um método seguro e altamente preciso de medição da corrente usada em uma casa ou na rede elétrica. Seu uso generalizado o torna um componente-chave da infraestrutura e geração elétrica em todo o mundo.