Transformador de Corrente (TC): Definição, Aplicações e Princípio de Funcionamento

Transformador de Corrente

Transformador de corrente é um transformador de instrumento. Similar ao transformador de tensão, mas usado para transformar corrente em vez de tensão.

Definição:

"Seu principal objetivo é elevar/reduzir a corrente de linhas de transmissão de alta potência. A corrente no enrolamento secundário é proporcional à do primário, mas a magnitude é reduzida."

Seu principal objetivo é medir corrente CA.

Por que usamos transformador de corrente?

Pergunta surge: por que usamos TCs se temos transformador de potencial para elevar/reduzir tensões…

1. Amperímetro padrão não suporta altos valores de corrente nem conecta-se a linha de alta potência. Para medir corrente real na linha usando amperímetro padrão, usamos TC porque corrente no secundário é proporcional ao primário mas magnitude reduzida.
2. Isola dispositivo de medição de linhas de alta potência.
3. Fornece entrada de corrente a relé para proteção (de linha de alta transmissão), se quer operar relé usamos TC que produz corrente no secundário proporcional ao primário mas com magnitude reduzida.

Princípio de Funcionamento:

Funcionamento básico similar ao TP, mas enrolamento primário do TC conectado em série com linhas de alta potência. Como corrente em linhas de alta magnitude é muito grande, se usarmos fio de pequeno diâmetro no primário, danificaria. Então, enrolamento primário é fio de alta capacidade. Como corrente secundária é proporcional à primária mas reduzida. Qual a relação de espiras? Veja equação básica de transformador:

NₛIₛ = NₚIₚ

Nₛ/Nₚ = Iₚ/Iₛ

Segundo esta relação, vemos que relação de espiras do secundário é maior e primário menor para reduzir a corrente.

Como enrolamento primário está em série com linha de potência, também chamado "transformador série".

Enrolamento secundário ferido em núcleo laminado com material magnético de baixa perda e grande área transversal.

No TC, carga conectada ao secundário é muito pequena para proteger secundário de ruptura de alta tensão. Neste ponto, o ponto acima deve ser entendido para usar TC.

É transformador abaixador porque secundário tem mais espiras que primário.

Nₛ/Nₚ = Vₛ/Vₚ = 10/1

Suponha relação 10:1 (Nₛ/Nₚ=10/1=Iₚ/Iₛ): corrente primária dez vezes maior que secundária, mas tensão primária dez vezes menor que secundária.

Nₛ/Nₚ = Vₛ/Vₚ = 10/1

"A impedância (carga) conectada ao secundário é muito pequena".

Para entender, suponha:

• Se Rₗ=1Ω, queda de tensão em Rₗ é Vₒ=IR = (1A)(1Ω) = 1V
• Se Rₗ=10Ω, Vₒ=IR = (1A)(10Ω) = 10V
• Se Rₗ=100Ω, Vₒ=IR = (1A)(100Ω) = 100V
• Se Rₗ=1kΩ, Vₒ=IR = (1A)(1kΩ) = 1kV

Observamos: se Rₗ aumenta, Vₒ em Rₗ aumenta. Há limite particular de Rₗ para secundário. Se exceder, flashover ocorre e TC queima. Não podemos remover Rₗ pois resistência seria máxima (∞) e flashover ocorreria. Se Rₗ excede valor mínimo, TC queima.

Não podemos desconectar secundário da carga nominal.

"Carga é definida como carga conectada ao enrolamento secundário".

Portanto TC sempre operado em curto-circuito. Carga (carga) definida como produto de corrente e tensão (VA) do secundário. TC capaz de lidar com baixa potência.

Relação de Transformação de Corrente:

" A razão entre corrente primária e secundária é chamada razão de transformação de corrente."

Corrente primária da linha de transmissão acima de 10-3000A ou maior, enquanto secundária em torno de 0,1A – 5A