TRANSFORMADOR DE CORRENTE

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Manutenção Equipamentos
TRANSFORMADORES DE 
CORRENTE
Eng. Carlos Guilherme Gonzales
Manutenção Equipamentos
TRANSFORMADOR DE CORRENTE - TC
DEFINIÇÕES
[1] É o transformador, cujo enrolamento primário é conectado em
série em um circuito, e se destina a reproduzir em seu secundário
a corrente do seu circuito primário, com sua posição fasorial
mantida, em uma proporção definida, conhecida e adequada para
uso com instrumentos de medição, controle ou proteção.
[2] É um equipamento monofásico que possui dois enrolamentos,
um denominado primário e outro denominado secundário, sendo
isolados eletricamente um do outro, porém, acoplados
magneticamente e que são usados para reduzir a corrente a valores
baixos (normalmente 1 A ou 5 A) com o objetivo de promover a
segurança do pessoal, isolar eletricamente o circuito de potência
dos instrumentos e padronizar os valores de corrente de relés e
medidores.
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DISTRIBUIÇÃO DO CAMPO ELÉTRICO (Ex – 138 kV)
Manutenção Equipamentos
Manutenção Equipamentos
CONEXÃO DO TC AO SISTEMA
Fonte Carga
Secundário
P2P1
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Principio de Funcionamento
Transformadores de Corrente
Preço: De 20 a 130 mil Reais
Partes que compõem um TC de Alta Tensão
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TC Tipo INVERSOTC Tipo CONVENCIONAL
Enrolamento 
Parte Inferior
Enrolamento 
Parte Superior
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TC CONVENCIONAL – A ÓLEO TC ISOLADO A SF6 TC/TP DIGITAL
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✓ O DIT (Digital Instrument Transformer) é um equipamento
híbrido, ou seja, dentro do mesmo invólucro polimérico é um
Transformador de Corrente e Tensão ao mesmo tempo;
✓ Para a função de corrente possui um sensor de cristal
Faraday;
✓ Para a função de tensão possui um sensor de cristal Pockels;
✓ Comparação de preços (estimado):
• DIT ≤ 245 kV: ± 20% do preço do TC convencional;
• DIT > 245 kV: de ± 5 a 15% do preço do convencional;
• DITs 500 kV ≅ 450 mil reais;
Digital Instrument Transformers – DIT
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Merging Unit XMU860 - Conexões
Conexão da fibra ótica de 
medição de corrente
Conexão da fibra ótica de 
medição de tensão
Bornes de medição de tensão 
do divisor capacitivo
Digital Instrument Transformers – DIT
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Descrição de Funcionamento 
do Sistema - Topologia
Digital Instrument Transformers – DIT
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Bay com TC e TP convencional
Área utilizada pelo bay
Área utilizada pelo bay 
com equipamento ótico é 
reduzida
CT-DS-VT
Bay com TC/TP ótico
Digital Instrument Transformers – DIT
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Merging
Unit 
XMU860 -
Conexões
8 – Portas com saídas em S.V. (IEC 61850-9-2)
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6 7 8
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Digital Instrument Transformers – DIT
1 – Porta RS232 para monitoramento do equipamento
2 – Sinal ótico para medição de Corrente e Tensão
3 – Entrada de sensor de temperatura PT100
4 – Fonte (~110-240V e ± 120-300V)
5 – Porta de configuração e IHM
6 – Portas de entrada de outros equipamentos
7 – Entrada e saída de PPS
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Que ensaios podemos fazer para avaliar sua saúde?
• Fator de Potencia
• Capacitância
• Descargas Parciais
• Relação de transformação
• Saturação do Núcleo
• Polaridade
• Resistencia de isolamento
• Resistência de enrolamento
• Defasagem angular
• Carga imposta
• Termovisão
• Cromatografia Gasosa no óleo
• Teor de umidade no óleo
Cuidados com o TC 
É importante observar que um transformador de corrente não deve ter o seu circuito secundário 
aberto, estando o primário ligado à rede. ... Nesse caso, a corrente de magnetização do TC assume o 
valor da própria corrente da carga.
Se isso ocorrer haverá aquecimento e destruição do isolamento, provocando curto interno e geração 
de alta tensão induzida nos terminais do secundário com iminente perigo.
O elevado fluxo magnético no núcleo poderá alterar as características de funcionamento e precisão.
Notas: 
• Os enrolamentos que não estiverem em uso devem ser curto-circuitados e aterrados rigidamente;
• Nunca se usa fusível nos secundários dos TC’s!!!!!
• A corrente primária independe da carga conectada ao circuito secundário. 
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Características Básicas do TC
• As cargas ligadas no TC possuem baixa impedância (Z), diz-se que o TC trabalha em “curto-circuito”.
• O número de espiras no primário (N1), é menor que do secundário (N2). 
• A corrente do primário (I1) é maior que a do secundário (I2), portanto o enrolamento primário é mais grosso 
para suportar as altas correntes.
Características de Relação
Relação para TC’s:
• Relação Nominal (KN)
KN = I1 / I2
• Relação de Espiras (ke)
Ke = N1 / N2
• Relação Real (kr)
Kr = V1 / V2
• TC Ideal
KN = Ke = Kr
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V1
V2
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Para um transformador de corrente, a carga secundária representa o valor ôhmico das
impedâncias formadas pelos aparelhos ligados a seu secundário, incluindo-se os condutores de
interligação.
Carga Nominal de TC
Por definição, carga secundária
nominal é a impedância ligada aos
terminais secundários do TC, cujo
valor corresponde à potência para a
exatidão garantida, sob corrente
nominal.
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Devem apresentar erros de ângulo de fase, e de relação pequenos dentro de suas respectivas classes de
exatidão, que devem ser medidos a 10 à 100 % da corrente nominal (Normas ABNT e ANSI). Devem saturar,
em caso de curto-circuito, funcionado como uma auto-proteção aos equipamentos de medição conectado ao
seu secundário.
Os TC´s para aplicação de proteção não devem saturar para correntes elevadas, tais como as são geradas
durante a ocorrência de um defeito no sistema. Caso contrário os sinais de corrente recebidos pelos relés
estariam mascarados, permitindo, desta forma, operação inconsequente do sistema elétrico. Assim, os
transformadores de corrente para serviço de proteção apresentam um nível de saturação elevado igual a 20
vezes a corrente nominal
Classe de Exatidão 
TCs de medição:
TCs de Proteção
Expressa o erro máximo que o TC admite para uma condição especificada. Por exemplo, a exatidão ABNT
10B100 significa que o referido TC foi projetado para admitir um erro máximo de 10% para 20 In e consegue
entregar até 100 V. É importante lembrar que a classe de exatidão do TC é dada na maior relação. Possuem 2
aplicações básicas: Medição e Proteção
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Os transformadores de corrente têm a finalidade de proteger os instrumentos de medida contra
sobrecorrentes de valores muito elevados. Isto é possível, porque o seu núcleo é especificado para
entrar em saturação para correntes superiores à corrente nominal, vezes o fator de sobrecorrente.
A segurança do instrumento alimentado pelo TC será tanto maior quanto menor for o fator de
segurança. Assim, para um TC 100-5, instalado num circuito onde a corrente primária de defeito pode
chegar 3.200A e a corrente secundária é limitada a 20A (TC saturado)
É o valor que se pode multiplicar a corrente primária nominal de um TC para se obter a corrente que
pode conduzir continuamente, na frequência nominal e com cargas dentro das especificadas, sem
que sejam excedidos os limites de elevação de temperatura definidos por norma. A NBR 6856
especifica os seguintes fatores térmicos nominais: 1,0 – 1,2 – 1,3 – 1,5 – 2,0.
Fator Térmico Nominal 
Fator de Sobrecorrente
É o valor eficaz da corrente primária simétrica que o TC pode suportar por um determinado tempo
(normalmente 1,0 seg....), com o enrolamento secundário curto-circuitado, sem exceder os limites de
temperatura especificados para sua classe de isolamento.
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É o maior valor eficaz da corrente primária que o TC deve suportar durante determinado tempo
(normalmente 0,1 seg....), com o enrolamento secundário curto-circuitado, sem se danificar
mecanicamente devido às forças eletromagnéticas existentes.
Corrente Térmica Nominal:
Corrente Dinâmica Nominal :
É a tensão que aparece nos terminais da carga nominal imposta ao TC, quando circula por ela uma
corrente igual a 20 vezes a corrente secundária nominal, sem que o erro de relação exceda ao valor
especificado. Tensões Normatizadas : 10 / 20 / 50 / 100 / 200 / 400 / 800 V
Tensão Secundária Nominal :
ENSAIOS EM TCs
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O ensaio tem por finalidade a detecção de defeitos na isolação de equipamentoelétrico, podendo
através deste, verificar se o equipamento está em boas condições.
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-Sendo:
CA= Isolação entre o enrolamento de alta tensão 
e carcaça(carcaça + terra) 
CB= Isolação entre o enrolamento de baixa 
tensão e carcaça (carcaça + terra)
CAB=CBA= Isolação entre os enrolamentos de 
alta tensão e baixa tensão
Ensaio de Fator de Potência :
Neste ensaio se analisa as perdas dielétricas provocadas pela condição do papel e do óleo isolante.
Nota: O isolamento de alta tensão de um equipamento elétrico tem que ser interpretado como um
capacitor, que é responsável pelo decaimento de tensão do ponto de alta tensão ao aterramento.
Este ensaio de Corrente Continua (Vcc) visa avaliar o estado da isolação.
As isolações envolvidas em TC’s são esquematicamente mostradas na figura à seguir.
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Sendo:
RA = Isolação entre o enrolamento de alta tensão e 
carcaça (carcaça + terra)
RB = Isolação entre o enrolamento de baixa tensão e 
carcaça (carcaça+terra )
RAB = RBA = Isolação entre os 
enrolamento de alta e baixa tensão
Ensaio de Resistência de Isolamento
Os transformadores de corrente são identificados nos terminais de ligação primário e secundário por letras
convencionadas que indicam a polaridade para a qual foram construídos e que pode ser positiva ou negativa.
São empregadas as letras, com seus índices, P1, P2, e S1, S2, respectivamente, para designar os terminais
primários e secundários.
Diz-se que um transformador de corrente tem polaridade subtrativa, por exemplo, quando a onda de corrente,
num determinado instante, percorre o circuito primário P1 para P2 e a onda de corrente correspondente no
secundário assume a trajetória de S1 para S2. Caso contrário, diz-se que o TC tem polaridade aditiva.
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ENSAIO DE POLARIDADE
A maioria dos transformadores de corrente tem polaridade
subtrativa, sendo inclusive indicada pela NBR 6586. Somente
sob encomenda são fabricados transformadores de corrente
com polaridade aditiva.
Construtivamente os terminais vêm indicados no TC. A
polaridade é obtida orientando o sentido da execução do
enrolamento secundário em relação ao primário, de modo a se
conseguir a orientação desejada do fluxo magnético.
ENSAIO DE RELAÇÃO DE TRANSFORMAÇÃO
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a) Conecta-se uma fonte de corrente “AC” e um
amperímetro aos terminais primários do TC.
b) Conecta-se um amperímetro ao secundário do TC.
c) Aplicar corrente mais próxima possível da nominal,
anotar os valores de correntes indicadas nos
amperímetros e calcular a relação de transformação.
Os transformadores de corrente se caracterizam, entre outros elementos essenciais, pela relação de
transformação nominal e real. A primeira exprime o valor da relação entre as correntes primária e secundária
para a qual o equipamento foi projetado, e é indicada pelo fabricante. A segunda exprime a relação entre as
correntes primária e secundária que se obtém realizando medidas precisas em laboratório, já que estas
correntes são muito próximas dos valores nominais. Essa pequena diferença se deve à influência do material
ferro-magnético de que é constituído o núcleo do TC. Contudo, o seu valor é de extrema importância, quando
se trata de transformadores de corrente destinados à medição.
ENSAIO
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ENSAIO DA CURVA DE SATURAÇÃO DOS ENROLAMENTOS DE PROTEÇÃO
a) Desconectar todos os cabos do transformador de corrente;
b) Conectar ao secundário do TC um variador de tensão, um
amperímetro e um voltímetro, conforme o esquema.
Procedimentos de Ensaio
c) Elevar linearmente a tensão e realizar as medições de corrente,
verificando o ponto de inflexão da curva tensão x corrente;
d) Quando se observar o “joelho” da curva é porque se obteve a
saturação do transformador de corrente;
Nota: A variação de tensão deve ser feita sempre no sentido
crescente, não podendo haver decréscimo;
Saturação AC: A saturação é dita AC quando a tensão de componente alternada da corrente de curto-circuito, 
gerada pelo produto da corrente curto-circuito simétrica AC referida ao secundário pela impedância total do 
circuito secundário, ultrapassa a tensão máxima que o TC pode gerar.
Este ensaio visa comparar a medição da resistência ôhmica dos enrolamentos no campo com os valores
obtidos nos ensaios de recepção na fábrica.
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ENSAIO DE RESISTÊNCIA OHMICA DOS ENROLAMENTOS
• Emprega-se a Ponte de Wheatstone ou Kelvin para medida da resistência ôhmica dos enrolamentos;
• Devido à variação da resistência ôhmica com a temperatura, os valores obtidos devem ser referidos à uma
mesma temperatura, para efeito de comparação e cálculo;
• As normas recomendam 75ºC como temperatura de referência;
• A resistência ôhmica medida à “t1”e referida à 75ºC será calculada pela fórmula para enrolamentos de cobre:
ENSAIO
15,234
5,309
175
t
RR t
+
=
• Não se deve medir a resistência do enrolamento sem que haja a estabilização
da corrente (DC) que circula pelo enrolamento e ponte de Wheasthone ou
Kelvin.
• Depois da realização do ensaio, deve-se desligar em primeiro lugar o instrumento de ensaio a fonte de
corrente contínua (bateria, pilha), e em seguida fazer o aterramento. Somente depois desconectar os
cabos.
• Desconectar os bornes do secundário do TC, em seguida conectar ao circuito secundário uma fonte de
corrente alternada, conforme a figura.
• Aplicar a corrente do circuito (5 ou 1 A) e verificar se a medição dos instrumentos está correta
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Visa medir a potência instalada no secundário TC.
ENSAIO DE CARGA IMPOSTA
ENSAIO 
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A classe de exatidão reperesenta o erro esperado do transformador de corrente levando em conta o erro de
relação de transformação e o erro de defasagem entre as correntes primária e secundária. Considera-se que
um TC para serviço de medição está dentro da sua classe de exatidão nominal, quando os pontos
determinados pelos Fatores de Correção de Relação percentual (FCRp) e pelos ângulos de fase estiverem
dentro do paralelogramo de exatidão.
De acordo com os instrumentos ligados aos terminais secundários do TC, devem ser as seguintes as
classes de exatidão deste equipamento:
• Para aferição e calibração dos instrumentos de medidas de laboratório: 0,1
• Medidores para faturamento de custos: 0,3 e 0,6;
• Amperímetros, registradores gráficos, relés diferenciais e direcionais: 1,2.
• Relés de ação direta, por exemplo, aplicados em disjuntores primários: 3
CLASSE DE EXATIDÃO
Nota: O erro é função da carga secundária do TC. Os ensaios devem ser
realizados, tomando-se como base os valores padronizados destas cargas.
O transformador de corrente só é considerado dentro de sua classe de
exatidão se os resultados dos ensaios estiverem contidos dentro dos
paralelogramos de exatidão correspondentes aos ensaios para 10% e
100% da corrente nominal (NBR).
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Transformadores de Corrente – Placa Identificação
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FALHAS EM TRANSFORMADORES DE CORRENTE
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TRANSFORMADORES DE CORRENTE
OBRIGADO