30.1 : Transformadores de Instrumentos

Transformadores de instrumentos, incluindo transformadores de tensão (VTs) e transformadores de corrente (CTs), desempenham papéis cruciais em subestações de energia, fornecendo réplicas isoladas de corrente ou tensão para fins de medição e proteção. Transformadores de tensão reduzem a tensão primária a níveis adequados para operação e medição de relés, enquanto transformadores de corrente reduzem a corrente primária. O enrolamento primário de um transformador de corrente geralmente consiste em uma única volta, obtida ao passar o condutor primário do sistema de energia por seu núcleo, embora algumas aplicações possam exigir várias voltas primárias.

Para fins de proteção, transformadores de tensão são idealmente projetados para produzir uma representação reduzida e em fase da tensão primária. O secundário de um transformador de tensão deve se conectar a um dispositivo de detecção de tensão de alta impedância, garantindo que toda a tensão secundária apareça no dispositivo de detecção. Por outro lado, o secundário de um transformador de corrente deve se conectar a um dispositivo de detecção de corrente de baixa impedância, permitindo que toda a corrente secundária flua através do dispositivo de detecção.

Em aplicações práticas, transformadores de tensão podem sofrer quedas de tensão e diferenças de ângulo de fase entre os lados primário e secundário. Da mesma forma, em transformadores de corrente, alguma corrente pode ser dividida entre o dispositivo de detecção de baixa impedância e a impedância de excitação de derivação do transformador. O desempenho de um transformador de corrente depende em grande parte de sua capacidade de reproduzir com precisão a corrente primária sem erros significativos ou efeitos de saturação.

Esses transformadores são essenciais para a operação precisa de relés de proteção e dispositivos de medição, garantindo a operação segura e confiável de sistemas de energia. Ao reduzir altas tensões e correntes, os transformadores de instrumentos permitem o monitoramento e o controle de parâmetros elétricos dentro de faixas gerenciáveis, mantendo a estabilidade e a proteção do sistema.