O papel dos transformadores de corrente em sistemas elétricos: um mergulho profundo

Princípio de funcionamento dos transformadores de corrente

Basicamente, um transformador de corrente é um tipo de transformador projetado especificamente para medir corrente. Um TC normalmente possui um único enrolamento primário, que consiste em uma ou mais voltas de fio (ou às vezes apenas um condutor passando pelo núcleo) e um enrolamento secundário conectado ao equipamento de medição ou proteção.

O CT opera segundo o princípio da indução eletromagnética. Quando a corrente flui através do enrolamento primário, ela gera um campo magnético dentro do núcleo. Este campo magnético induz então uma corrente proporcional no enrolamento secundário. A quantidade de corrente induzida é determinada pela relação de espiras entre os enrolamentos primário e secundário. Por exemplo, um TC com proporção de 100:1 produzirá 1 ampere no enrolamento secundário quando a corrente primária for de 100 amperes.

Tipos de transformadores de corrente

CTs fixados ou com núcleo dividido
Os TCs de núcleo dividido são projetados para fácil instalação sem a necessidade de desconectar as linhas de energia. O núcleo é dividido em duas metades, permitindo que o transformador seja preso ao redor do condutor sem interromper o circuito. Eles são comumente usados ​​na modernização de instalações existentes onde é impraticável interromper o circuito.

TCs toroidais
Os TCs toroidais têm formato de anel e centro oco. O condutor passa pelo centro do anel e o enrolamento secundário é enrolado na parte externa do núcleo. Eles são amplamente utilizados em aplicações onde são necessárias compacidade e alta precisão.

CTs primários de feridas
Em alguns casos, o enrolamento primário de um TC é enrolado em torno do núcleo, em vez de usar um condutor que passe através do núcleo. Este projeto é frequentemente usado quando são necessárias alta precisão e baixa carga, pois o enrolamento é mais preciso do que um único condutor.

CTs de barra
Os TCs de barra são projetados com o condutor primário atuando como parte do enrolamento do transformador. Geralmente são usados ​​em aplicações pesadas com altos níveis de corrente e fornecem excelente precisão.

Aplicações de transformadores de corrente

Medição de energia e gerenciamento de energia
Os TCs são essenciais para a medição precisa de energia. Os medidores elétricos costumam usar TCs para reduzir altos níveis de corrente, fornecendo uma leitura precisa do consumo elétrico em residências, edifícios comerciais e instalações industriais. Sem TCs, medir diretamente correntes elevadas seria desafiador e perigoso.

Proteção contra sobrecorrente
Em sistemas elétricos, os TCs são empregados em esquemas de proteção contra sobrecorrente para detectar correntes anormais que podem ser indicativas de falhas, como curtos-circuitos ou sobrecargas. O TC detecta a sobrecorrente e envia um sinal para um relé de proteção, que pode desconectar o circuito defeituoso do sistema, evitando danos ao equipamento e garantindo a segurança.

Sistemas de proteção de relés
Em conjunto com relés de proteção, os TCs são usados ​​para detecção de falhas e proteção do sistema. Quando um sistema sofre uma corrente anormal, como durante um curto-circuito, o TC ajuda a detectar isso rapidamente e a ativar o relé, garantindo a desconexão rápida para evitar maiores danos ou perigos.

Monitoramento de Corrente em Equipamentos Industriais
Os TCs são usados ​​para monitorar a corrente que passa por grandes máquinas industriais, garantindo que o equipamento esteja operando dentro da faixa de corrente especificada. Condições de sobrecorrente ou subcorrente podem indicar problemas como falha ou ineficiência do equipamento, e o CT pode alertar os operadores antes que um problema se torne catastrófico.

Proteção Diferencial
Os TCs também são usados ​​em esquemas de proteção diferencial, onde dois ou mais TCs monitoram diferentes partes de um sistema. Se a corrente que entra e sai de um sistema não for igual, os TCs detectarão esta discrepância, o que pode indicar uma falha. O sistema acionará automaticamente um alarme ou mecanismo de proteção para isolar a parte defeituosa do sistema.

Benefícios dos transformadores de corrente

Segurança e Isolamento
Uma das vantagens mais importantes de usar Transformadores atuais é a sua capacidade de isolar eletricamente instrumentos de medição de sistemas de alta tensão. Este isolamento evita potenciais riscos elétricos, garantindo a segurança dos técnicos e operadores que trabalham com dispositivos de medição e controle.

Exatidão e Precisão
Os transformadores de corrente fornecem medições de corrente altamente precisas e confiáveis, mesmo na presença de correntes elétricas flutuantes.

condições ricas. Isso os torna inestimáveis ​​para aplicações que exigem precisão, como medição de energia, detecção de falhas e relés de proteção.

Compacto e econômico
Os TCs são relativamente compactos em tamanho e econômicos, tornando-os uma solução acessível para aplicações que vão desde pequenos circuitos residenciais até grandes sistemas de energia industriais. Seu pequeno tamanho permite que sejam integrados em diversos dispositivos, como disjuntores, medidores de energia e relés de proteção.

Durabilidade e longa vida
Os TCs modernos são projetados para suportar condições ambientais adversas, incluindo altas temperaturas, vibrações e estresse elétrico. Como resultado, os TCs proporcionam desempenho duradouro em ambientes industriais exigentes.