Análise de Sistemas Elétricos

Prezados leitores, embora este tema seja antigo, observo que o desconhecimento sobre o assunto é enorme, mesmo entre engenheiros, professores e profissionais da área.

O circuito equivalente seguinte (Figura 1), do TC, mostra o significado da curva de excitação secundária do TC, conhecida como curva de saturação.

Figura 1 – Curva de Excitação Secundária do TC.

Ainda escuto de professores e engenheiros que os TCs de proteção não podem saturar. Desculpem-me a sinceridade, mas quem fala isso desconhece TC. 

Um TC de medição deve dar exatidão na corrente nominal. Um TC de proteção deve dar exatidão na região de curto-circuito. A exatidão de um TC de proteção em regime é da ordem de 0.5 a 2%. A própria norma admite um erro de 10% como sendo aceitável para proteção. Esse erro de 10% não teria como ocorrer se estive na região linear, pois manteria o erro. Logo, para nós engenheiros de proteção, não estamos preocupados se os TCs irão ou não saturar, desde que a proteção opere da maneira como foi projetada.

No livro “Proteção e Seletividade de Sistemas Elétricos Industriais”, em segunda edição, 2022, patrocinado pela Siemens – livro de minha autoria – tem o capítulo quatro (4), no qual falamos muito sobre a questão da saturação de TCs.

A maior parte dos estudos de saturação de TCs fala apenas da saturação AC. Esta é importante para os dispositivos temporizados. A saturação DC é importante para os dispositivos instantâneos, tais como os relés diferenciais. Assim, deve-se fazer o estudo completo AC + DC.

Outro absurdo que muitas literaturas de concessionárias trazem como mandatórias é a situação de definir em seus procedimentos a corrente primária do TC dividindo-se a corrente de curto-circuito por 20. Se perguntarem por que isso, não conseguem explicar.

O 20xIn era o fator de sobrecorrente que aplicado à corrente nominal secundária iria indicar até onde o TC manteria o erro (de 10%), quando estivesse com Burden (impedância) nominal conectada no secundário. Há décadas a impedância da proteção caiu da ordem de Ohms para mOhms. 

Adicionalmente, quando se tinha mais de um elemento de proteção, tinha-se uma nova impedância, o que não mais ocorre, pois os IEDs atualmente possuem uma entrada de corrente por fase e uma de terra para todos os elementos de proteção. 

Adicionalmente, os IEDs, hoje em dia, possuem filtros adaptativos para melhorarem o valor da corrente lida pelo relé. A definição dos TCs de entrada deve obedecer a critérios de dimensionamento sustentáveis tecnicamente falando. Aquele que quiserem fazer um “upgrade” nos conceitos sobre TC’s, recomendo a leitura do capítulo 4 do livro indicado neste tópico e, também fazer o treinamento de seletividade. No final do capítulo nove (9) tem ainda mais um pouco falando sobre a definição da proteção diferencial usando como um dos critérios a saturação.

Se você consegue responder às perguntas abaixo, embasado tecnicamente, você  está começando a entrar no estágio da arte da proteção.

1 – O TC satura para 20xIn?

2 – O TC de proteção pode saturar no curto-circuito?

3 – Para que serve a curva de saturação do TC?

4 – Por que a impedância do TC cai quando ele satura?

Lembrem-se sempre engenheiro não é cientista. Quem precisa de exatidão maior do que a do TC, não deve utilizar TC e sim Bobina de Rogowski. Em nosso treinamento também abordamos este tema que tem vantagens e desvantagens em sua aplicação.

Atualmente, os profissionais da área estão utilizando a planilha da norma IEEE C37.110 para a verificação da saturação. O seu correto uso e aplicação são fundamentais para o pessoal que trabalha com proteção.

Outra alternativa que exige um pouco mais de conhecimento é a utilização da simulação da saturação no ATP, mostrando os valores instantâneos e os valores RMS. Em nosso treinamento de “Introdução aos Transitórios Eletromagnéticos e ATPDraw” tratamos especificamente deste tema.

Dúvidas, comentários e críticas podem ser enviados diretamente à redação desta revista ou no e-mail: [email protected].

Autor:

Por Cláudio Mardegan, CEO da EngePower Engenharia, membro sênior do IEEE e membro do Cigrè. [email protected]