Visão Geral do Produto
Definição Funcional
Os transformadores de tensão em resina epóxi para interior JDZ9-20 e JDZ(X)F9-20G, série 20KV, são instrumentos eletromagnéticos de precisão projetados para medição precisa de tensão, medição de energia e aplicações de proteção por relé em sistemas de energia CA de média tensão. Estes transformadores utilizam princípios de indução eletromagnética para fornecer sinais de tensão secundária isolados galvanicamente proporcionais à tensão primária, permitindo interface segura com equipamentos de medição, proteção e monitoramento.
Especificações Principais
| Item | Especificação (por encomenda / placa de identificação) |
|---|---|
| Classe de tensão do sistema | Classe 20 kV (aplicações de quadros de comando e distribuição interna) |
| Frequência nominal | 50 Hz (60 Hz disponível mediante solicitação) |
| Tensão primária nominal | 20 kV ou 20/√3 kV (fase-terra para sistemas com neutro aterrado) |
| Tensão secundária nominal | 100 V, 100/√3 V, 100/3 V (conforme especificado) |
| Classes de precisão | Enrolamentos para medição e/ou proteção conforme especificado (ex: 0,2 / 0,5 para medição; 6P para proteção) |
| Carga nominal | Por enrolamento conforme especificado (VA) |
| Fator de potência da carga | cosφ = 0,8 (atrasado) salvo indicação em contrário pela norma do projeto |
| Capacidade máxima de saída | Por variante do modelo (VA) |
| Nível de isolamento | 24/65/125 kV (Um/ACSD/LI) por IEC 60071-1 |
| Normas aplicáveis | IEC 61869-3 / IEC 61869-1; GB/T 20840.3 / 20840.1; GB 1207-2006 |
| Variantes do modelo | JDZ9-20 (enrolamento único), JDZF9-20 (enrolamento duplo), JDZX9-20G (enrolamento triplo com detecção de tensão residual), JDZXF9-20G (enrolamento quádruplo com detecção de tensão residual) |
Princípio de Funcionamento
Operando com base na lei de Faraday da indução eletromagnética, o transformador de tensão apresenta um núcleo magnético laminado com enrolamento primário conectado ao circuito de alta tensão e enrolamentos secundários que fornecem saída de tensão proporcional. O fluxo magnético gerado pela tensão primária induz tensão correspondente nos enrolamentos secundários, entregando tensão de saída padronizada à carga conectada. O sistema de isolamento em resina epóxi fundida fornece isolamento elétrico completo entre os enrolamentos primário, secundário e terciário.
Posição de Aplicação no Sistema
- Distribuição de Média Tensão: Quadros de comando 20kV e subestações de distribuição
- Medição de Energia: Medição de tensão para faturamento de classe comercial
- Circuitos de Proteção: Esquemas de proteção contra sobretensão, subtensão e falha à terra
- Integração SCADA: Monitoramento de tensão para sistemas de supervisão, controle e aquisição de dados
- Monitoramento da Qualidade de Energia: Avaliação do nível de tensão e análise da qualidade
Visão Geral Estrutural
A construção fundida em resina epóxi sob vácuo com design totalmente fechado garante desempenho superior de isolamento, resistência à umidade e resistência mecânica. A configuração de montagem do tipo suporte proporciona instalação compacta em ambientes de quadros de comando internos, mantendo excelentes distâncias de escoamento e folgas elétricas. Múltiplas configurações de enrolamentos secundários permitem funções simultâneas de medição, proteção e detecção de tensão residual.
Designação do Modelo
Explicação do Código do Modelo
- J — Transformador de tensão (VT)
- D — Design monofásico
- Z — Isolamento em resina fundida (epóxi), estrutura totalmente fechada
- 9 — Código de design (plataforma/iteração)
- 20 — Classe de tensão (kV)
- F (onde presente) — Configuração de enrolamento secundário duplo (dois núcleos independentes para medição/proteção)
- X (onde presente) — Inclui enrolamento terciário delta aberto para detecção de tensão residual (falha à terra)
- G (onde presente) — Aplicação em sistema com neutro aterrado (tensão primária nominal 20/√3 kV)
Visão Geral das Variantes do Modelo
| Modelo | Tensão Primária | Configuração Secundária | Aplicação |
|---|---|---|---|
| JDZ9-20 | 20 kV (fase-fase) |
Enrolamento secundário único: 100 V ou 100/√3/100/3 V |
Medição ou proteção básica (sistemas com neutro isolado) |
| JDZF9-20 | 20 kV (fase-fase) |
Enrolamentos secundários duplos: 100/100 V | Medição e proteção independentes (sistemas com neutro isolado) |
| JDZX9-20G | 20/√3 kV (fase-terra) |
Enrolamento secundário único + enrolamento de tensão residual: 100/√3 V + 100/3 V | Medição/proteção + detecção de falha à terra (sistemas com neutro aterrado) |
| JDZXF9-20G | 20/√3 kV (fase-terra) |
Enrolamento secundário duplo + enrolamento de tensão residual: 100/√3 V + 100/√3 V + 100/3 V | Medição/proteção independentes + detecção de falha à terra (sistemas com neutro aterrado) |
Condições de Serviço
Os transformadores de tensão da série JDZ9-20 foram projetados para operação interna em condições normais de serviço em sistemas de energia de média tensão.
- Ambiente de instalação: Instalação apenas em ambientes internos
- Altitude: Não superior a 1000 m acima do nível do mar (altitudes superiores devem ser especificadas para confirmação de engenharia e derating)
- Temperatura ambiente: −5 °C a +40 °C
- Umidade relativa: ≤ 95% (sem condensação à temperatura de referência de +20 °C)
- Grau de poluição: Classe II por IEC 60664-1
- Posição de instalação: Montagem vertical na base ou painel do quadro de comando
- Condições ambientais: Livre de gases corrosivos, meios explosivos ou inflamáveis, vibração severa, choque mecânico ou impacto
Construção
Projeto Construtivo
- Estrutura: Tipo suporte (poste) para montagem em quadros de comando internos
- Isolamento: Sistema de isolamento integral em resina epóxi fundida sob vácuo
- Núcleo: Núcleo laminado de aço silício de alta qualidade com características de baixa perda
- Enrolamentos: Enrolamento primário dimensionado para nível total de isolamento; enrolamentos secundários com núcleos independentes onde se aplica configuração multi-enrolamento
- Sistema: Sistema integrado de isolamento primário e secundário com enrolamento terciário dedicado para detecção de tensão residual (modelos tipo X)
A fundição em resina epóxi sob vácuo proporciona propriedades estáveis de isolamento e resistência à umidade, contaminação, envelhecimento térmico e degradação UV para serviço interno de longo prazo. A construção totalmente fechada elimina riscos de contaminação externa e proporciona resistência inerente ao tracking.
Enrolamentos e Marcação de Terminais
JDZ9-20 / JDZF9-20 (Modelos para Sistemas com Neutro Isolado)
- Terminais primários: A / X (entrada/saída de alta tensão)
- Terminais secundários (Grupo 1): a / x (enrolamento para medição ou proteção)
- Terminais secundários (Grupo 2, JDZF9-20): a’ / x’ (segundo enrolamento para medição ou proteção)
JDZX9-20G / JDZXF9-20G (Modelos para Sistemas com Neutro Aterrado)
- Terminais primários: A / N (conexão de fase e neutro de alta tensão)
- Terminais secundários (Grupo 1): a / n (enrolamento para medição ou proteção)
- Terminais secundários (Grupo 2, JDZXF9-20G): a’ / n’ (segundo enrolamento para medição ou proteção)
- Terminais terciários (enrolamento de tensão residual): da / dn (detecção de tensão residual delta aberto)
As marcações dos terminais seguem as convenções padrão de polaridade VT por IEC 61869-3. Em condições normais de operação, o terminal A é conectado ao condutor de fase. Para sistemas aterrados, o terminal N deve ser conectado ao neutro do sistema. Deve-se observar a identificação correta dos terminais para garantir o desempenho de medição e proteção.
Dados Técnicos
Esta seção fornece dados técnicos orientados para seleção dos transformadores de tensão em resina fundida da série JDZ9-20 utilizados em sistemas CA de classe 20 kV (50 Hz). Os dados apresentados abaixo destinam-se à seleção preliminar da variante do modelo, combinações de classes de precisão, cargas nominais e capacidade de saída.
Definições: Combinação de classes de precisão indica enrolamentos disponíveis para medição/proteção em um único VT (pode se aplicar configuração multi-enrolamento). Saída nominal (VA) é especificada por enrolamento secundário. Saída máxima (VA) representa o limite térmico para operação contínua. Nível de isolamento é expresso como Um/ACSD/LI (tensão máxima do sistema / suportabilidade CA de curta duração / suportabilidade a impulso atmosférico) por IEC 60071-1.
Notação: As relações de tensão mostradas são primária/secundária para conexão monofásica. Para sistemas trifásicos com neutro aterrado (modelos tipo G), a tensão primária nominal é 20/√3 kV (fase-terra). A saída do enrolamento de tensão residual é 100/3 V em condições normais balanceadas e aumenta em condições de falha à terra.
Referência de Dados
| Modelo | Relação de Tensão Nominal (V) |
Combinação de Classes de Precisão |
Saída Nominal (VA) |
Saída Máxima (VA) |
Nível de Isolamento (kV) Um / ACSD / LI |
|---|---|---|---|---|---|
| JDZ9-20 | 20000/100 ou 20000/100/√3/100/3 |
0,2 | 20 | 600 | 24 / 65 / 125 |
| 0,5 | 50 | 600 | |||
| JDZF9-20 | 20000/100/100 | 0,2 / 0,5 | 20 / 20 | 2 × 300 | |
| 0,2 / 0,5 | 20 / 30 | 2 × 300 | |||
| 0,5 / 0,5 | 30 / 30 | 2 × 300 | |||
| JDZX9-20G | 20000/√3 / 100/√3 / 100/3 | 0,2 / 6P | 20 / 100 | 600 | |
| 0,5 / 6P | 50 / 100 | 600 | |||
| JDZXF9-20G | 20000/√3 / 100/√3 / 100/√3 / 100/3 | 0,2 / 0,2 / 6P | 20 / 20 / 100 | 2 × 300 | |
| 0,2 / 0,5 / 6P | 20 / 30 / 100 | 2 × 300 | |||
| 0,5 / 0,5 / 6P | 30 / 30 / 100 | 2 × 300 |
Normas e Referências Normativas
| Norma | Título | Aplicação |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Transformadores de Instrumento – Parte 1: Requisitos Gerais | Requisitos gerais |
| IEC 61869-3 | Transformadores de Instrumento – Parte 3: Requisitos Adicionais para Transformadores de Tensão Indutivos | Requisitos específicos VT |
| GB/T 20840.1 | Transformadores de Instrumento – Parte 1: Requisitos Gerais | Norma nacional (alinhada com quadro IEC 61869) |
| GB/T 20840.3 | Transformadores de Instrumento – Parte 3: Transformadores de Tensão Indutivos | Requisitos nacionais VT (alinhados com IEC 61869-3) |
| GB 1207-2006 | Transformadores de Tensão Eletromagnéticos | Norma nacional VT onde especificado pelo projeto |
| IEC 60071-1 | Coordenação de Isolamento – Parte 1: Definições, Princípios e Regras | Coordenação do nível de isolamento |
| IEC 60664-1 | Coordenação de Isolamento para Equipamentos em Sistemas de Baixa Tensão | Requisitos de grau de poluição e folgas |
| IEEE C57.13 | Requisitos Padrão para Transformadores de Instrumento | Referência opcional (projeto América do Norte) |
| IEC 60085 | Isolamento Elétrico – Avaliação e Designação Térmica | Referência de avaliação de classe térmica de isolamento |
Conformidade com Testes de Fábrica
- Testes rotineiros por requisitos IEC/GB aplicáveis (incluindo verificação de polaridade/marcação, verificação da relação de tensão e verificação de precisão por classe e carga especificadas)
- Testes dielétricos por requisitos de coordenação de isolamento e norma aplicável (teste de suportabilidade em frequência de alimentação e teste de suportabilidade a impulso atmosférico)
- Teste de descarga parcial onde especificado pelo requisito do projeto
- Inspeção visual e dimensional incluindo conformidade de marcação e acabamento
- Teste de elevação de temperatura nas condições de saída nominal e saída máxima
- Testes de tipo e especiais conforme exigido pela especificação do projeto
Instalação e Dimensões
Contorno
Diagrama esquemático de ligação
- Dimensões externas e detalhes de montagem são fornecidos nos desenhos dimensionais específicos para cada variante do modelo.
- O transformador deve ser montado firmemente utilizando os furos de fixação designados na base de montagem.
- Os terminais primários devem ser conectados à barra de alta tensão com folgas e distâncias de escoamento adequadas conforme normas aplicáveis.
- Deve-se manter folga adequada para isolamento, dissipação de calor e acesso para manutenção.
- Para aplicações em sistemas com neutro aterrado (modelos tipo G), verifique a conexão correta dos terminais primários (A à fase, N ao neutro).
Requisitos de Instalação
- Orientação de montagem: Instalação vertical com terminais primários na parte superior
- Folgas: Mantenha folgas mínimas fase-fase e fase-terra conforme IEC 60071-1 e código elétrico local
- Acesso aos terminais: Garanta que os compartimentos dos terminais secundários sejam acessíveis para fiação e manutenção
- Ventilação: Forneça circulação de ar adequada para dissipação de calor sob carga nominal contínua
- Proteção ambiental: Proteja contra exposição direta à água, condensação e acúmulo excessivo de poeira
Informações para Encomenda
Ao fazer uma encomenda, a configuração necessária deve ser especificada de acordo com a configuração de aterramento do sistema, normas aplicáveis e especificação técnica do projeto. Os seguintes parâmetros devem ser claramente indicados para confirmação técnica e liberação da produção:
- Designação do modelo (JDZ9-20 / JDZF9-20 / JDZX9-20G / JDZXF9-20G)
- Tensão primária nominal (20 kV para neutro isolado; 20/√3 kV para neutro aterrado)
- Tensão secundária nominal (100 V, 100/√3 V, 100/3 V conforme aplicável)
- Frequência do sistema (50 Hz ou 60 Hz)
- Combinação de classes de precisão (classe de precisão para medição e/ou proteção por enrolamento secundário)
- Carga nominal (VA) para cada enrolamento secundário
- Quantidade (unidades monofásicas necessárias; tipicamente 3 unidades para sistema trifásico)
Orientação para Seleção
Passo 1: Determine a configuração de aterramento do sistema (neutro isolado vs. neutro aterrado) e selecione a família de modelos apropriada (JDZ/JDZF para isolado; JDZX/JDZXF para aterrado com detecção de tensão residual).
Passo 2: Determine se são necessários enrolamentos independentes para medição e proteção (enrolamento único: JDZ/JDZX; enrolamento duplo: JDZF/JDZXF).
Passo 3: Selecione os requisitos de precisão para medição e/ou proteção (ex: 0,2 para medição de faturamento de alta precisão; 0,5 para instrumentação; 6P para relés de proteção).
Passo 4: Calcule a carga nominal (VA) para cada circuito secundário com base nos medidores/relés/instrumentos conectados e perdas na fiação na tensão secundária nominal.
Passo 5: Verifique se o nível de isolamento (24/65/125 kV) é adequado para a tensão máxima do sistema e condições ambientais.
Passo 6: Para sistemas trifásicos, especifique a quantidade (tipicamente 3 unidades monofásicas). Para detecção de tensão residual, garanta a configuração correta de conexão delta aberto.
Se forem aplicáveis requisitos da concessionária local ou do projeto (ex: nível de isolamento reforçado, classes de precisão especiais, relações de tensão personalizadas, coordenação de fusíveis VT, arranjo de terminais, restrições de montagem, idioma da documentação ou certificados necessários), especifique-os na fase de encomenda. Configurações especiais devem ser confirmadas por acordo técnico e ficha técnica final antes da produção.