Medidas Eltricas POLI_UPE 2007 II at 15_11_10

prof. Carlos Frederico Diniz

•INSTRUMENTO ELETRODINÂMICO

•INSTRUMENTO DE FERROMÓVEL

•TP E TC


INSTRUMENTOS DE PONTEIRO

2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:

“A força de repulsão de 2 peças imantadas com mesma polaridade (ferro fixo e ferro móvel), em um campo magnético produzido pela bobina fixa”.


INSTRUMENTOS DE PONTEIRO2. FERROMÓVEL / FERROMAGNÉTICO:

“A força de repulsão de 2 peças imantadas com mesma polaridade (ferro fixo e ferro móvel), em um campo magnético produzido pela bobina fixa”.




O deslocamento causado pela repulsão dos ferros é proporcional a I ef

2 . Por este motivo podemos também usá-lo para I cc

2(exatidão de 2,5%).




Em CC:

Amperímetro: θθθθp = (½.Sm).(dL/d θθθθ).Icc2

Voltímetro: θθθθp = (½.Sm).(dL/d θθθθ).Vcc2

Em CA:

Amperímetro: θθθθp = (½.Sm).(dL/d θθθθ).Ief2

Voltímetro: θθθθp = (½.Sm).(dL/d θθθθ).Vef2

θθθθp Deflexão (rad)

Sm Constante da mola

dL/d θθθθ Variação da auto-indutância com θθθθ




Simbologia




CONCLUSÕES:

-São bem mais baratos quando comparados com

os instrumentos de bobina móvel(galvanômetro).

-São instrumentos menos exatos, geralmente

usados apenas como indicadores de painel.

-Na prática, são usados exclusivamente como

amperímetro e voltímetro em C.A., cujo valor

medido representa o eficaz.




-A bobina deste instrumento suporta no máximo

uma corrente de 5 A eficaz.

-Para ampliar o calibre (fundo de escala) do

amperímetro se usa o Transformador de

Corrente – TC .

-Para ampliar o calibre (fundo de escala) do

voltímetro se usa o Transformador de

potencia l - TP.

CONCLUSÕES:



RELAÇÃO ENTRE A TENSÃO INSTANTÂNEA E O VALOR RMS

VRMS = Vef = Vmáx

Vmáx

VRMS


TC- AMPLIAÇÃO ESCALA DO AMPERÍMETRO

-Medição ;

-Proteção.

TC DE MEDIÇÃO:

Os TCs empregados na medição são equipamentos capazes de transformar as correntes de carga na relação, em geral, de Ip/5, propiciando o registro de valores pelos instrumentos medidores sem que estes estejam em ligação direta com o circuito primário da instalação.


TC-AMPLIAÇÃO ESCALA DO AMPERÍMETRO

Relação Nominal do TC:

Kc = Ip / Is

TC

Simbologia


TRANSFORMADOR DE CORRENTE

Exemplo : TC - tipo pedestal (óleo mineral) ‏‏ ‏‏

Np> 1



Exemplo: TC para (Isolamento 15 kV) ‏‏ ‏‏

Terminais Primários

Terminais

Secundários



Exemplo: TC para (Isolamento 72,5 kV) ‏‏ ‏‏



Exemplos: TCs construído em resina epóxi

Np= 1

Tipo Barra

TC com Enrol. Primário

Np>>>> 1




Np= 1

Tipo de Barra

TC janela

Np= 1




TC de Barra

Np= 1


Classe de Exatidão do TC

A classe de exatidão exprime nominalmente o erro esperado do TC levando em conta o erro de relação de transformação e o erro de defasamento entre as correntes primárias e secundárias.

De acordo com os instrumentos a serem ligados aos terminais secundários do TC, devem ser as seguintes as classes de exatidão deste equipamento:




Aplicação dos TC´s quanto instalação

Classe de

Exatidão

Aplicação

Melhor do que

0,3

• TC padrão; • Medições em laboratório; • Medições Especiais.

0,3 • Medição de energia elétrica para faturamento a consumidor.

0,6 ou 1,2

• Medição de energia elétrica sem finalidade de faturamento;

• Alimentação de Instrumentos de Controle: • Amperímetros; • Wattímetros; • Varímetros; • Fasímetros; etc.



Tipo Núcleo Dividido



-A corrente primária I 1é determinada pela corrente de carga do circuito primário.

-O secundário do TC em operação nunca deve ficar aberto.

IMPORTANTE:

I1 = Iϕϕϕϕ + (-N2/N1) . I2

∴∴∴∴ Secundário aberto →→→→ I2 = 0 →→→→ I1 ≈≈≈≈ Iϕϕϕϕ

⇒⇒⇒⇒ Não haverá efeito desmagnetizante, pois:

I1 elevado →→→→ Iϕϕϕϕ elevado.→→→→ ϕϕϕϕ elevado

Consequências no núcleo :

-Magnetização forte ⇒⇒⇒⇒Altera características magnéticas.

-Aquecimento( perdas foucault) destrói isolamento .

-Aumento na f.e.m 2 ⇒⇒⇒⇒ perigo para o operador.


TP- AMPLIAÇÃO ESCALA DO VOLTÍMETRO

Permitem aos instrumentos de medição e proteção funcionarem adequadamente sem que seja necessário possuir tensão de isolamento de acordo com a rede.

Possuem enrolamento primário / secundário através do qual se obtém a tensão desejada, padronizada para 115 V ou 115/√√√√3 V.

São equipamentos utilizados para suprirvoltímetros, frequencímetros, bobinas de tensão de medidores de energia, etc.



Relação Nominal do TP: K P = Up / Us



Exemplo de um TP de 13.800/115 V:

Simbologia



Exemplo 1: TP de 13.800/115 V:


Terminais

Secundários



Exemplo 2: TP de 13.800/115 V:


H1 – H2

Terminais

Secundários

X1 – X2



Exemplo de um TP de 69.000/115 V:


Classe de Exatidão do TP:

Exprime nominalmente o erro esperado do TP levando em conta o erro de relação de transformação e e defasamento entre as correntes primárias e secundárias.

De acordo com os instrumentos a serem ligados aos terminais secundários do TP, devem ser as seguintes as classes de exatidão deste equipamento:

TRANSFORMADOR DE POTENCIAL-TP


Classe de Exatidão do TP:

Aplicação dos TP´s quanto à classe de exatidão

Classe de

Exatidão

Aplicação

Melhor do que

0,3

• TP padrão; • Medições em laboratório; • Medições Especiais.

0,3 • Medição de energia elétrica para faturamento a consumidor.

0,6 ou 1,2

• Medição de energia elétrica sem finalidade de faturamento;

• Alimentação de Relés; • Alimentação de Instrumentos de Controle: • Voltímetros; • Wattímetros; • Varímetros; • Fasímetros; • Sincronoscópio; • Frequencímetros, etc.

TRANSFORMADOR DE POTENCIAL-TP



3. ELETRODINÂMICO:

BpBcBc



3. ELETRODINÂMICO:

Funcionamento em CC e CA



3. ELETRODINÂMICO:

Como Amperímetro :

CC: θθθθp = (1/Sm).(dM/dθθθθ).Icc2

CA: θθθθp = (½.Sm).(dM/d θθθθ).Ief2

Bp BcBc



3. ELETRODINÂMICO:

Como Voltímetro :

CC: θθθθp = ((1/Sm)/(Rp+RBp)).(dM/dθθθθ).Vcc2

CA: θθθθp = ((1/Sm)/(Zp)).(dM/dθθθθ).Vef2

Zp = (Rp+RBp)2 + (ωBp+ ωBc)2

Bp

BcBc



3. ELETRODINÂMICO:

Como Wattímetro :

Bp

BcBc



3. ELETRODINÂMICO: como Wattímetro :

TerminaisBc

TerminaisBp



3. ELETRODINÂMICO:

Esquema básico de ligação do Wattímetro :

W

BcBc

Bp

+

-

Ic

Ic

Bc Fixa

Bp Móvel

Bc Fixa

Ic Ic+

-



VV

3. ELETRODINÂMICO:

Como Wattímetro :

Ra



3. ELETRODINÂMICO:

Como Wattímetro :

Ra



3.ELETRODINÂMICO:

CC: V = Vcc

θθθθp = ((1/Sm)/(Rp+RBp)).Vcc.Icc

Como Wattímetro :

K P P

CA: V = Vef

θθθθp = ((1/Sm)/(Zp)).(dM/dθθθθ).Vef.Ief.cos φφφφ

Zp = (Rp+RBp)2 + (ωBp)2

KK’’ Pa


Conclusão :

“Em CA, o wattímetro só mede potência ativa (W)”. Ou seja:

Se v = Vm.cos(ω.t) e i = Im.cos(ω.t- φφφφ), então:

Pa = Vef .Ief .cos φφφφ (W)�

Pa - Potência ativa (lida no wattímetro) �

Vef - Tensão eficaz da fonte (na B p)�

Ief - Corrente eficaz da carga ( e na B c)�


3.ELETRODINÂMICO:

Como Wattímetro :



Erro sistemático do wattímetro eletrodinâmico :

θθθθp = K . ( Pz + pBc) ‏‏ ‏‏

Pz - Potência solicitada por “Z”

pBc – Perda na bobina de corrente

1. Ligação série Bc – carga (montante):

Indicação do wattímetro



Erro sistemático do wattímetro eletrodinâmico :

θθθθp = K . ( Pz + pBp) ‏‏ ‏‏

Pz - Potência solicitada por “Z”

pBp – Perda na bobina de potencial

1. Ligação paralela B p– carga (jusante):

Z

Indicação do wattímetro


CA - MONOFÁSICA:

Pa = Vef .Ief .cos φφφφ (W)�

Pa - Potência ativa (lida no watímetro) �

Vef - Tensão eficaz da fonte (e B p)�

Ief - Corrente eficaz da carga ( e na B c)�Vef

Ief

φφφφ

MEDIÇÃO DE POTÊNCIA


TP/TC–AMPLIAÇÃO ESCALA WATÍMETRO

Pa = U1.I1.cos φφφφ = kp..U2..kc..I2.cos

= kp..kc.W

MONOFÁSICA:


TP/TC–AMPLIAÇÃO ESCALA WATÍMETRO

Pa = U1.I1.cos φφφφ = kp..U2..kc..I2.cos φφφφ2 = kp..kc.W

TC TP

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