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As características de desempenho de transformadores de potencial indutivos (TPI)

Qual a influência da altitude na elevação de temperatura dos TPI? Quais são os valores das tensões primárias e secundárias nominais? Quais são os valores padronizados para o fator de tensão nominal? Quais são os limites de elevação de temperatura? Essas indagações estão sendo exibidas na NBR 6855 de 09/2021 - Transformador de potencial indutivo com isolação sólida para tensão máxima igual ou inferior a 52 kV - Especificação e ensaios.

22/09/2021 - Equipe Target

NBR 6855 de 09/2021 - Transformador de potencial indutivo com isolação sólida para tensão máxima igual ou inferior a 52 kV - Especificação e ensaios

A NBR 6855 de 09/2021 - Transformador de potencial indutivo com isolação sólida para tensão máxima igual ou inferior a 52 kV - Especificação e ensaios especifica as características de desempenho de transformadores de potencial indutivos (TPI) destinados aos serviços de medição, controle e proteção, com tensões máximas iguais ou inferiores a 52 kV, com isolamento sólido. Os requisitos específicos para os transformadores de potencial indutivo para uso em laboratórios e transdutores ópticos não estão incluídos nesta norma. Ela não se aplica a: TPI trifásicos; TPI isolados a gás; TPI com isolamento imerso em óleo; transformadores de potencial capacitivos; e  outros dispositivos destinados a obter tensões reduzidas de um circuito primário, mas que não se enquadrem nas definições de TPI, que é aquele constituído apenas por uma ou mais unidades eletromagnéticas, cuja relação de transformação seja determinada primordialmente pela relação de espiras de seus enrolamentos.

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Qual a influência da altitude na elevação de temperatura dos TPI?

Quais são os valores das tensões primárias e secundárias nominais?

Quais são os valores padronizados para o fator de tensão nominal?

Quais são os limites de elevação de temperatura?

As condições de serviço devem ser consideradas as normais de serviço, transporte e instalação. Devem ser consideradas condições especiais as que podem exigir construção especial e/ou revisão de algum valor nominal e/ou cuidados especiais no transporte, instalação ou funcionamento do TPI, e que devem ser levadas ao conhecimento do fabricante. Os transformadores de potencial devem ser projetados para operar nas condições de temperatura indicadas na tabela abaixo.

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Recomenda-se que as condições de transporte e armazenagem também sejam consideradas. Para casos em que a temperatura ambiente exceder os limites estabelecidos, recomenda-se que o comprador especifique claramente.

A altitude não pode exceder 1.000 m acima do nível do mar (manm). São consideradas condições normais de serviço para transformadores de potencial indutivo de uso interno: a influência de radiação solar desprezível; o ar ambiente não significativamente poluído com poeira, fuligem, gases corrosivos, vapores ou sal; as condições de umidade, como o descrito a seguir. O valor médio da umidade relativa, medido durante um período de 24 h, não pode exceder 95%; o valor médio da pressão de vapor de água, para um período de 24 h, não pode exceder 2,2 kPa.

O valor médio da umidade relativa, para um período de um mês, não pode exceder 90 % e o valor médio da pressão de vapor d’água, para um período de um mês, não pode exceder 1,8 kPa. Para estas condições, ocasionalmente pode ocorrer condensação. A condensação pode ocorrer quando houver mudanças súbitas de temperatura em períodos de alta umidade.

Para a prevenção dos efeitos de alta umidade e condensação, como descargas pelo isolamento ou corrosão das partes metálicas, o transformador de potencial é projetado de modo a suportar estes tipos de problemas. A condensação pode ser prevenida por projeto especial do invólucro, por meio de ventilação satisfatória, aquecimento ou uso de equipamento de desumidificação.

São consideradas condições normais de serviço para transformadores de potencial indutivo de uso externo: o valor médio da temperatura de ar ambiente, lido em um período de 24 h, que não exceda 35 °C; radiação solar de até 1.000 W/m²; ar ambiente poluído com poeira, fuligem, gases corrosivos, vapores ou sal. Os níveis de poluição devem ser especificados de acordo com essa norma.

A pressão de vento não pode ser superior a 700 Pa (correspondendo a uma velocidade do vento de 34 m/s). Leva-se em consideração a ocorrência de condensação e precipitação. O valor da frequência nominal é de 60 Hz. Quando os transformadores de potencial indutivo forem utilizados em condições diferentes das especificadas para as condições normais de serviço, as especificações dos compradores devem ser baseadas nessa norma.

Para a instalação a uma altitude maior que 1.000 m, a distância de arco externo sob condições atmosféricas normalizadas deve ser determinada multiplicando as tensões suportáveis requeridas no local de serviço por um fator k. Para o isolamento interno, a rigidez dielétrica não é afetada pela altitude. Recomenda-se que o método para verificar o isolamento externo seja acordado entre o fabricante e o comprador.

São consideradas condições especiais relacionadas a vibrações: as vibrações devido a operações de manobra ou curto-circuito para subestações blindadas; a sujeição a vibrações devido a tremores de terra, cujo nível de severidade deve ser especificado pelo comprador em conformidade com as normas pertinentes. Todas as condições não previstas nesta norma devem ser consideradas condições especiais de serviço e devem ser objeto de acordo entre o fabricante e o comprador.

Isso envolve a exposição a ar excessivamente salino, vapores, gases ou fumaças prejudiciais; a exposição a poeira excessiva; a exposição a materiais explosivos em forma de gases ou pó; a sujeição a condições precárias de transporte e instalação; a limitação de espaço na sua instalação; a instalação em locais excessivamente úmidos e possibilidade de submersão em água; aos requisitos especiais de isolamento; aos requisitos especiais de segurança pessoal contra contatos acidentais em partes vivas do TPI; a dificuldade na manutenção; o funcionamento em condições não usuais, como regime ou frequência incomuns ou forma de onda distorcida.

Os sistemas de aterramento considerados são: o sistema com neutro isolado; o sistema de aterramento ressonante; o sistema com neutro aterrado que inclui o com neutro solidamente aterrado; e o com neutro aterrado por meio de impedância. Pode-se acrescentar que a tolerância para os valores de resistência, reatância e impedância é de + 5 %, sem tolerância para os valores inferiores ao nominal.

As características da carga a 60 Hz e 120 V são válidas para as tensões secundárias nominais entre 100 V e 130 V, e as características da carga a 60 Hz e 69,3 V são válidas para as tensões secundárias nominais entre 58 V e 75 V. Nessas condições, as potências aparentes reais são diferentes dos valores estabelecidos nessa norma.

As cargas com fator de potência unitário são indicadas para os casos em que o enrolamento é conectado a instrumentos eletrônicos. As cargas com fator de potência diferente da unidade são indicadas para os casos em que o enrolamento é conectado a instrumentos de procedimento eletromecânico ou eletromagnético. O nível de isolamento nominal de um enrolamento primário de um TPI deve ser baseado na tensão máxima do equipamento Um.

Para os enrolamentos com Um = 0,60 kV, o nível de isolamento nominal é determinado pela tensão suportável nominal à frequência industrial. Para os enrolamentos com 1,2 kV ≤ Um ≤ 52 kV, o nível de isolamento nominal é determinado pela tensão suportável nominal de impulso atmosférico e tensão suportável nominal à frequência industrial, e deve ser especificado de acordo com essa norma.

Para a escolha entre os níveis alternativos para os mesmos valores de Um, deve ser consultada a NBR 6939. Quando o terminal do enrolamento primário destinado a ser aterrado estiver isolado do tanque ou da carcaça, ele deve suportar o valor de tensão suportável à frequência industrial de 19 kV, durante 1 min, para terminais exteriores à caixa secundária ou de 3 kV, durante 1 min, para terminais internos à caixa secundária.

Este ensaio não se aplica ao TPI com terminal de neutro eletricamente conectado à carcaça, cujos enrolamentos primários não necessitam ser submetidos a este ensaio. As classes de exatidão padronizadas para os transformadores de potencial indutivos monofásicos para medição são: 0,3 – 0,6 – 1,2. Considera-se que um TPI está dentro de sua classe de exatidão quando, para as condições especificadas a seguir, os pontos determinados pelos fatores de correção de relação (FCR) e pelas defasagens angulares (??) estão dentro do paralelogramo de exatidão, para: as tensões compreendidas na faixa de 90% a 110% da tensão nominal, com frequência nominal; todos os valores de cargas nominais, desde vazio até a carga nominal especificada, salvo se houver acordo entre o fabricante e o comprador; TPI com dois ou mais enrolamentos secundários, devendo cada enrolamento estar dentro de sua classe de exatidão, nas condições mencionadas anteriormente, com o (s) outro (s) secundário (s) alimentando cargas padronizadas, desde que a soma das cargas não ultrapasse a carga simultânea especificada.

Pode-se incluir, ainda, o TPI com enrolamento provido de derivações, com as classes de exatidão especificadas separadamente para cada derivação, caso sejam diferentes. Caso contrário, as derivações devem estar dentro da classe de exatidão do enrolamento total.

Para qualquer fator de correção da relação (FCR) conhecido de um TPI, o valor-limite, positivo ou negativo da defasagem angular (??), expresso em min, é ?? = 2.600 (FCT-FCR), onde o fator de correção de transformação (FCT) deste TPI assume os seus valores máximos e mínimos.

O FCT é o fator da relação da potência ativa primária pela potência secundária, dividido pela relação nominal de transformação. Os valores de classes de exatidão especificados, diferentes daqueles padronizados, são objeto de acordo entre o fabricante e o comprador.

FONTE: Equipe Target

Baseado nos documentos visitados

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