Transformadores de Potencial: Os Olhos da Rede
Transformadores de Potencial (PTs), também chamados Transformadores de Tensão (VTs), são transformadores de instrumento que reduzem tensões altas do sistema (kV–MV) para tensões baixas padronizadas (tipicamente 120V ou 115V secundário) para medição, proteção e controle — isolando seguramente pessoal e equipamentos.
Função Principal
- Relação: ex: 13,8kV : 120V = 115:1. Espiras primário >> secundário.
- Classe de Precisão: Medição (0,3, 0,6, 1,2) — erro de relação/fase apertado para faturamento. Proteção (1,2, 3,0, 5,0) — reprodução fiel durante faltas/transitórios.
- Carga (Burden): Carga VA dos dispositivos conectados (relés, medidores, transdutores). Não deve exceder carga nominal (ex: 50VA, 100VA, 200VA) ou a precisão degrada.
- Fator de Tensão: 1,2× contínuo (1,5× 30s para efetivamente aterrado; 1,9× 8h para não efetivamente aterrado).
Tipos de Construção
| Tipo | Faixa de Tensão | Isolamento | Aplicação |
|---|
| Indutivo (Enrolado) | ≤ 69 kV | Óleo / Resina / Gás (SF6) | Subestação, seccionadora, medição |
| Capacitivo (CVT / CCVT) | 69 kV – 765 kV+ | Divisor capacitivo + UEM | Linhas de transmissão, acoplamento PLC |
| Óptico (OVT) | Até 1200 kV | Efeito Pockels (eletro-óptico) | UAT, smart grid, larga banda |
Aprofundamento: Transformador de Tensão Capacitivo (CVT)
CVTs usam um divisor de tensão capacitivo (C1, C2) para derivar uma fração da tensão da linha, alimentada a uma Unidade Eletromagnética (UEM) (reator de compensação + transformador abaixador). O reator sintoniza a reatância capacitiva do divisor, permitindo transformação linear. Bônus: Acoplamento de portadora para PLC (Comunicação por Linha de Potência) via armadilha de alta frequência.
Aplicações Críticas
- Proteção por Relés: Distância (21), Sobretensão (59), Subtensão (27), Sincronismo (25). Precisão do PT durante faltas = disparo correto/não-disparo.
- Medição de Faturamento: PTs classe 0,15S/0,3S + TCs = precisão de faturamento.
- Sincronismo / Reclose Automático: Comparação magnitude/fase/freq de tensão.
- SCADA / EMS: Telemetria V, FP, MW/MVAR em tempo real.
- Supressão de Ferrorressonância: CVTs incluem resistor de amortecimento; PTs indutivos podem precisar enrolamento terciário anti-ferrorressonância.
Segurança e Instalação
- Fusível Primário: Fusíveis limitadores de corrente (classe E) lado AT — protege PT, não downstream.
- Aterramento Secundário: Um terminal (geralmente X2/Y2) aterrado na primeira caixa — previne flutuação por acoplamento capacitivo, garante segurança.
- Nunca Curto-Circuitar Secundário: Diferente de TCs, curto no secundário do PT = corrente massiva → destruição do PT. Fusíveis protegem primário.
- Polaridade: H1–X1, H2–X2 (subtrativa) padrão. Crítico para elementos direcionais de relés.
Resumo
PTs são a interface de precisão entre o sistema de potência de alta tensão e o cérebro de baixa tensão (relés, medidores, SCADA). Seleção correta (tipo, relação, classe, carga), instalação (fusíveis, aterramento, polaridade) e manutenção (teste de isolamento, verificação de relação) são inegociáveis para confiabilidade e segurança do sistema.
