O que deve ser observado ao escolher um transformador de corrente para um circuito de transformador de estação de 10kV?

Compartilhamento de Experiência Prática de um Engenheiro Elétrico no Campo
Por James, 10 Anos na Indústria Elétrica

Olá a todos, sou o James, e trabalho na indústria elétrica há 10 anos.

Desde a participação inicial no projeto de subestações e seleção de equipamentos, até a posterior responsabilidade pela comissionamento de sistemas de proteção por relés e automação para projetos inteiros, um dos dispositivos mais frequentemente usados no meu trabalho tem sido o transformador de corrente (TC).

Recentemente, um amigo que está começando me perguntou:

“O que devo prestar atenção ao selecionar transformadores de corrente para circuitos de transformadores de estação de 10kV?”

Ótima pergunta! Muitas pessoas pensam que escolher um TC é tudo sobre a relação de corrente nominal — mas para realmente atender às necessidades de um circuito, você precisa considerar vários fatores.

Hoje, vou compartilhar com você, em linguagem simples — baseado na minha experiência prática nos últimos anos — quais são os pontos-chave a serem considerados ao selecionar TCs para circuitos de transformadores de estação de 10kV, o que cada parâmetro significa e como fazer a escolha certa.

Sem jargões complicados, sem padrões intermináveis — apenas conhecimento prático que você pode usar na vida real.

1. Por Que É Importante Escolher Cuidadosamente os TCs para Circuitos de Transformadores de Estação?

Embora o transformador de serviço da estação não seja o principal transformador de potência, ele desempenha um papel crítico no fornecimento de energia interna dentro de uma subestação — incluindo energia de controle, iluminação, energia de manutenção e sistemas UPS.

Se o transformador da estação falhar ou sua proteção mal funcionar, isso pode levar a:

• Perda de energia de controle;

• Sistema DC perdendo a capacidade de carregamento;

• A subestação inteira parando.

E, como o transformador de corrente é o componente central para proteção e medição, sua seleção afeta diretamente se a proteção é confiável e as medições são precisas.

Portanto, escolher o TC certo = segurança + confiabilidade + custo-efetividade.

2. Seis Pontos-Chave ao Selecionar TCs para Circuitos de Transformadores de Estação de 10kV

Baseado na minha experiência de 10 anos no campo e na prática de projetos, aqui estão as seis considerações mais importantes:

Ponto 1: Corrente Primária e Secundária Nominal

Objetivo: Garantir que o TC opere normalmente e atenda aos requisitos de sensibilidade da proteção.

Este é o parâmetro mais básico e importante.

Combinações comuns:

• Corrente primária: 50A, 75A, 100A, 150A (dependendo da capacidade do transformador da estação)

• Corrente secundária: 5A ou 0.5A (mais modernos dispositivos de proteção usam 0.5A)

Meu conselho:

• Geralmente, escolha a corrente primária como 1,2~1,5 vezes a corrente nominal do transformador da estação;

• Para proteção baseada em microprocessador, prefira saída de 0,5A para reduzir a carga secundária;

• Evite selecionar uma classificação muito alta — caso contrário, a precisão pode ser ruim em correntes baixas, afetando o desempenho da proteção.

Ponto 2: Classe de Precisão Apropriada para a Aplicação

Objetivo: Garantir que diferentes funções (como proteção, medição, faturamento) recebam sinais precisos.

Diferentes aplicações exigem diferentes níveis de precisão.

Classes comuns:

• Bobina de medição: Classe 0,5

• Bobina de faturamento: Classe 0,2S

• Bobina de proteção: 5P10, 5P20, 10P10, etc.

Minha experiência:

• Circuitos de transformadores de estação geralmente não requerem medição de alta precisão, a menos que haja faturamento envolvido;

• As bobinas de proteção devem manter a linearidade durante curtos-circuitos;

• TCs de múltiplas bobinas oferecem maior flexibilidade e são recomendados.

Ponto 3: Capacidade Nominal de Saída (Valor VA)

Objetivo: Garantir que o TC possa alimentar os medidores ou dispositivos de proteção conectados.

Capacidade insuficiente pode causar queda de tensão, afetando a precisão da medição ou a operação da proteção.

Fórmula de cálculo:

Carga Total = Impedância do Cabo + Impedância de Entrada do Instrumento/Dispositivo de Proteção

Meu conselho:

• Geralmente, escolha entre 10–30 VA;

• Dispositivos de proteção baseados em microprocessador consomem menos energia — capacidade menor aceitável;

• Se o cabo secundário for longo (por exemplo, mais de 50 metros), aumente a capacidade adequadamente;

• Não selecione capacidade alta sem necessidade — evite a saturação do núcleo.

Ponto 4: Verificação de Estabilidade Térmica e Dinâmica

Objetivo: Garantir que o TC possa suportar corrente de curto-circuito sem danos.

Em sistemas de 10kV, as correntes de curto-circuito podem chegar a milhares de amperes.

Como fazer:

• Verifique a corrente máxima de curto-circuito (Ik);

• Verifique a corrente de estabilidade térmica (It) e a corrente de estabilidade dinâmica (Idyn) do TC;

• Geralmente, It ≥ Ik (por 1 segundo), Idyn ≥ 2,5 × Ik

Caso real: Uma vez tive um TC que explodiu após um curto-circuito — descobriu-se que a corrente de estabilidade dinâmica não atendia aos requisitos do sistema. A substituição por um TC de maior classificação resolveu o problema.

Ponto 5: Método de Instalação e Tipo de Estrutura

Objetivo: Garantir que o TC seja fácil de instalar e manter, e se encaixe no espaço disponível.

Tipos comuns de TC incluem:

• Tipo núcleo (comum em quadros de distribuição)

• Tipo poste (adequado para uso externo)

• Tipo bucha (geralmente usado em transformadores)

Meu conselho:

• Em quadros de distribuição de 10kV, os TCs de tipo núcleo são os mais comuns;

• Certifique-se de que o diâmetro do condutor corresponda ao diâmetro do buraco do núcleo;

• Para espaços apertados, considere TCs de núcleo dividido para facilitar a instalação e remoção;

• Em ambientes úmidos ou corrosivos, escolha modelos resistentes à umidade ou à corrosão.

Ponto 6: Polaridade e Método de Conexão

Objetivo: Garantir que a direção do sinal para relés de proteção e instrumentos seja correta, evitando erros de julgamento.

Polaridade incorreta pode levar a:

• Operação errada ou falha da proteção;

• Julgamento errado da direção do fluxo de energia;

• Alarmes falsos na proteção diferencial.

Minha experiência:

• Todos os TCs devem marcar claramente os terminais de polaridade (P1, P2);

• Use consistentemente a conexão de polaridade subtrativa;

• Sempre realize um teste de polaridade após a instalação ou manutenção;

• Use um tester de polaridade dedicado ou método DC para verificação.

3. Outras Dicas Práticas

Além dos seis pontos-chave acima, aqui estão algumas outras observações importantes:

Configuração de Múltiplas Bobinas:

• Bobinas separadas para proteção, medição e faturamento para evitar interferências;

• Reserve bobinas extras para expansão futura.

Características de Excitação:

• Especially for protection windings, good excitation characteristics improve protection reliability;

• If possible, perform an excitation curve test to confirm core performance.

Referência de Seleção de Amostra para um Transformador de 50kVA

4. Minhas Sugestões Finais

Como alguém com 10 anos de experiência no campo, quero lembrar a todos os profissionais:

“Não olhe apenas para o número do modelo — sempre considere o circuito real, a configuração de proteção e o ambiente de instalação ao selecionar um TC.”

Especialmente em circuitos de transformadores de estação de 10kV, que parecem "simples", a seleção inadequada muitas vezes leva a consequências graves.

Aqui estão minhas recomendações para diferentes papéis:

Para Pessoal de Manutenção:

• Aprenda a ler as informações da placa de identificação do TC;

• Entenda o significado dos parâmetros básicos;

• Familiarize-se com métodos de teste de polaridade;

• Relate qualquer anomalia imediatamente.

Para Pessoal Técnico:

• Domine os métodos de cálculo de seleção de TC;

• Entenda as características das bobinas de proteção;

• Saiba como interpretar os parâmetros de curto-circuito do sistema;

• Seja capaz de analisar as curvas de excitação.

Para Gerentes ou Equipes de Compras:

• Defina claramente as especificações técnicas;

• Escolha fabricantes renomados com qualidade estável;

• Solicite relatórios de testes completos dos fornecedores;

• Mantenha registros de equipamentos para rastreabilidade.

5. Considerações Finais

Os transformadores de corrente podem parecer pequenos, mas são os olhos e ouvidos de todo o sistema de energia.

Eles não servem apenas para reduzir a corrente — são a base da proteção, a fundação da medição e a garantia de segurança.

Após 10 anos no campo elétrico, costumo dizer:

“Os detalhes determinam o sucesso ou o fracasso, e a seleção adequada garante a segurança.”

Se você tiver dificuldades na seleção de TCs, lidar com operações frequentes de proteção erradas ou não tiver certeza se seus parâmetros são adequados, sinta-se à vontade para entrar em contato — estou feliz em compartilhar mais experiência prática e soluções.

Que cada transformador de corrente opere de forma estável e segura, garantindo a precisão e confiabilidade da nossa rede elétrica!

— James