O que são Padrões de Transformadores Combinados? Especificações Chave e Testes

Transformadores Combinados de Instrumentação: Requisitos Técnicos e Padrões de Teste Explicados com Dados

Um transformador combinado de instrumentação integra um transformador de tensão (VT) e um transformador de corrente (CT) em uma única unidade. Seu design e desempenho são regidos por padrões abrangentes que cobrem especificações técnicas, procedimentos de teste e confiabilidade operacional.

1. Requisitos Técnicos

Tensão Nominal:
As tensões nominais primárias incluem 3kV, 6kV, 10kV e 35kV, entre outras. A tensão secundária é tipicamente padronizada em 100V ou 100/√3 V. Por exemplo, em um sistema de 10kV, a tensão nominal primária do transformador combinado é 10kV, enquanto a saída secundária é 100V—satisfazendo tanto os requisitos de medição quanto de proteção.

Razão de Corrente Nominal:
A seção CT oferece várias razões de corrente nominal, como 50/5, 100/5 e 200/5. Essas razões podem ser selecionadas com base nos níveis reais de corrente do sistema para transformar precisamente a corrente primária para o lado secundário (tipicamente 5A), garantindo monitoramento preciso e operação de proteção de relé.

2. Padrões de Teste

Testes de Isolamento:
Estes verificam a resistência dielétrica do transformador sob condições normais e de sobretensão transitória.

• Teste de Resistência à Frequência de Potência:
  Para um transformador combinado de 10kV, a tensão de teste é tipicamente 42kV RMS, aplicada por 1 minuto. Isso garante que o isolamento possa suportar sobretensões de frequência de potência durante o serviço.

• Teste de Resistência a Impulso:
  A tensão de impulso de pico é geralmente 75kV, simulando condições de surto de raio. Este teste avalia a capacidade do transformador de suportar sobretensões transitórias sem rompimento.

Testes de Precisão (Erro):
Limites rigorosos de erro são definidos com base nas classes de precisão.

• Transformador de Tensão (Classe 0.2):
  Ao tensionamento nominal, o erro de razão não deve exceder ±0,2%, e o erro de ângulo de fase deve estar dentro de ±10 minutos (′).

• Transformador de Corrente (Classe 0.2S):
  Em uma ampla faixa de 1% a 120% da corrente nominal, o erro de razão permanece dentro de aproximadamente ±0,2%, com erro de ângulo de fase controlado rigorosamente. Esta alta precisão é essencial para aplicações de medição, especialmente sob condições de baixa carga.

Teste de Elevação de Temperatura:
Este teste garante operação segura a longo prazo sob carga total.

• Realizado sob carga nominal e temperatura ambiente especificada (geralmente 40°C), a elevação média de temperatura das bobinas não deve exceder 65K. Este limite previne a degradação do isolamento e garante desempenho confiável ao longo da vida útil do transformador.

Resumo

Transformadores combinados de instrumentação são projetados para atender a rigorosos padrões internacionais (como a série IEC 61869 e GB/T 20840). Seus parâmetros técnicos—como tensão primária de 10kV, saída secundária de 100V e razão de corrente de 100/5—são selecionados com base nos requisitos do sistema. O cumprimento de testes que incluem 42kV de frequência de potência, 75kV de resistência a impulso, ±0,2% de precisão e 65K de elevação de temperatura garante segurança, precisão e durabilidade em sistemas de energia.