# Guia de cálculo da carga do transformador de instrumentos para sistemas de proteção de média tensão

> Fonte: https://voltgrids.com/pt/blog/instrument-transformer-burden-calculation-guide-for-mv-protection-systems/
> Published: 2026-04-25T03:33:06+00:00
> Modified: 2026-05-11T02:28:02+00:00
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## Summary

O cálculo exato da carga do transformador do instrumento é essencial para a fiabilidade dos sistemas de proteção de média tensão. Este guia abrangente detalha a metodologia passo a passo para calcular a carga do TC e do TP para evitar a saturação do núcleo e o mau funcionamento do relé. Garanta que os projectos...

## Media

- YouTube: https://youtu.be/Xwnp7P3R-J8
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## Article

![JDZ20 Transformador de tensão para interior Monofásico Semi-fechado Fundição de resina epóxi PT - 6kV 10kV Totalmente isolado ZW8 Disjuntor de vácuo Compatível com 12 42 75kV Isolamento Design compacto](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/01/JDZ20-Voltage-Transformer-Indoor-Single-Phase-Semi-Closed-Epoxy-Resin-Casting-PT-6kV-10kV-Fully-Insulated-ZW8-Vacuum-Circuit-Breaker-Compatible-12-42-75kV-Insulation-Compact-Design-1.jpg)

[Transformador de corrente (TC)](https://voltgrids.com/pt/product-category/instrument-transformer/current-transformerct/)

## Introdução

O cálculo da carga é uma das tarefas de engenharia mais frequentemente mal compreendidas - e mais consequentes - na conceção de sistemas de proteção de média tensão. Cada dispositivo ligado a um circuito secundário de um TC ou TP adiciona impedância e, quando a carga total excede o VA nominal do transformador, a precisão diminui, os núcleos saturam e os relés de proteção recebem sinais distorcidos que podem causar erros de funcionamento perigosos.

**A resposta direta: a carga do transformador de medida é a carga total Volt-Amp imposta ao circuito secundário e deve permanecer sempre dentro da carga nominal do transformador para garantir a conformidade com a classe de precisão e a deteção fiável de falhas.**

Para os engenheiros eléctricos e empreiteiros EPC que especificam o quadro de distribuição de MT, enganar-se na carga não é um problema menor de calibração - é uma falha de fiabilidade ao nível do sistema à espera de acontecer. Este guia apresenta a metodologia completa de cálculo da carga, as armadilhas comuns e os critérios de seleção para garantir que as suas instalações de TC e TP funcionam exatamente como foram concebidas.

## Índice

- [O que é a carga do transformador de instrumentos e como é definida?](#what-is-instrument-transformer-burden)
- [Como calcular os encargos com CT e VT passo a passo?](#how-do-you-calculate-burden)
- [Como é que a carga afecta a classe de precisão e o desempenho de proteção do TC?](#how-does-burden-affect-accuracy)
- [Quais são os erros de cálculo de carga mais comuns nos sistemas de MT?](#common-burden-mistakes)

## O que é a carga do transformador de instrumentos e como é definida?

![Infografia técnica que explica a carga do transformador de instrumentos como a impedância total do circuito secundário ou a carga VA, incluindo a carga do relé, a carga do contador, a impedância do cabo, a resistência do contacto do terminal, a carga nominal, a corrente secundária, a classe de precisão, o ALF e o impacto da carga negligenciada do cabo na precisão do TC.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Instrument-Transformer-Burden-Explained-1024x683.jpg)

Explicação da carga do transformador de instrumentos

A carga é a impedância externa total - expressa em **Volt-Amps (VA)** ou **Ohms (Ω)** - ligado aos terminais secundários de um transformador de instrumentos. Representa a soma de todas as cargas que o transformador deve acionar enquanto mantém a sua precisão nominal. Para um TC, isto inclui todos os dispositivos e condutores no circuito secundário. Para um TP, inclui todos os equipamentos de medição e proteção ligados em paralelo.

A compreensão do fardo começa com a compreensão das duas formas de o expressar:

- **Carga de VA:** Potência aparente total consumida pelo circuito secundário à corrente ou tensão secundária nominal
- **Carga de impedância (Ω):** Resistência e reactância totais do circuito secundário, utilizadas em cálculos pormenorizados

**Principais parâmetros técnicos que regem a carga de TC por [IEC 61869-2](https://webstore.iec.ch/publication/5964)[1](#fn-1):**

- **Fardo classificado:** O VA máximo que o TC pode fornecer mantendo a classe de precisão declarada (por exemplo, 15VA, 30VA)
- **Classificado [corrente secundária](https://voltgrids.com/pt/blog/current-transformer-secondary-burden-calculation/):** Valores padrão de 1A ou 5A - a impedância da carga é escalonada com o quadrado deste valor
- **Classe de precisão:** 0,2, 0,5 para medição; 5P, 10P para proteção - cada um tem uma gama de carga definida
- **Fator de potência da carga:** Tipicamente 0,8 de desfasamento para a classe de proteção; 1,0 para cargas resistivas
- **Fator limite de precisão nominal ([ALF](https://voltgrids.com/pt/blog/ct-accuracy-limiting-factor-calculation-guide/)):** Inversamente proporcional ao encargo efetivo - aumenta à medida que o encargo diminui
- **Nível de isolamento:** Classe 12kV / 24kV / 36kV para aplicações de média tensão
- **Classificação térmica de corrente contínua:** ≥1,2× corrente primária nominal
- **Distância de fuga:** [≥25mm/kV para ambientes interiores normalizados (IEC 60815)](https://webstore.iec.ch/publication/3807)[2](#fn-2)

Um ponto essencial, mas frequentemente ignorado: **o ónus não é resolvido apenas pelo relé**. A resistência secundária do cabo, a resistência do contacto do terminal e a impedância combinada de todos os dispositivos ligados em série contribuem. Ignorar a carga do cabo é a causa mais comum de violações da classe de precisão em instalações de campo.

## Como calcular os encargos com CT e VT passo a passo?

![Numa subestação de 33kV no Norte de África, um gestor de compras EPC norte-africano (à esquerda), em representação do cliente, ouve atentamente enquanto um engenheiro do Leste Asiático (à direita), representante da Bepto, utiliza um tablet para explicar a carga detalhada dos TC e os resultados efectivos do cálculo do ALF, resolvendo os erros de precisão da medição causados por um longo percurso de cabos. Grandes TCs de 33kV, um painel de medição e bandejas de cabos distantes definem o ambiente profissional.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Bepto-Engineer-Explains-CT-Burden-Correction-in-North-Africa-Substation-1024x687.jpg)

Engenheiro da Bepto explica a correção da carga de TC na subestação do Norte de África

O cálculo dos encargos segue um processo estruturado. Eis a metodologia completa utilizada para os circuitos de proteção de MT e de TC de medição.

### Passo 1: Listar todos os dispositivos de circuito secundário

Identificar todos os dispositivos ligados no circuito secundário de TC:

- Relé de proteção (distância, sobreintensidade, diferencial)
- Contador de energia ou analisador de qualidade de energia
- Transdutor ou transmissor
- Amperímetro (se aplicável)
- TC de interposição (se aplicável)

### Passo 2: Obter a classificação VA ou de impedância para cada dispositivo

Cada fabricante de dispositivos fornece um valor de carga à corrente secundária nominal. Converter todos os valores para **impedância (Ω)** utilizando:

Z=VAIs2Z = \frac{VA}{I_s^2}

Onde IsI_s é a corrente secundária nominal (1A ou 5A).

**Exemplo - circuito secundário de 5A:**

| Dispositivo | Carga nominal (VA) | Impedância (Ω) |
| Relé de proteção de distância | 1.0 VA | 0.040 Ω |
| Relé de sobrecorrente | 0,5 VA | 0.020 Ω |
| Contador de energia | 1,5 VA | 0.060 Ω |
| Cabo secundário (2× 30m, 2,5mm²) | — | 0.432 Ω |
| Resistência do contacto do terminal | — | 0.010 Ω |
| Encargos totais | — | 0.562 Ω |

Converter a impedância total de volta para VA: VAtotal=Ztotal×Is2=0.562×25=14.05 VAVA_{total} = Z_{total} \times I_s^2 = 0,562 \times 25 = 14,05\ VA

### Etapa 3: Calcular a carga de cabos

A resistência do cabo é calculada como:

Rcable=2×L×ρAR_{cable} = \frac{2 \times L \times \rho}{A}

Onde:

- LL = comprimento do cabo unidirecional (metros)
- ρ\rho = resistividade do cobre = 0.0172 Ω⋅mm2/m0,0172\ \Omega \cdot mm^2/m
- AA = área da secção transversal do cabo (mm²)

Para um percurso unidirecional de 30 m com cobre de 2,5 mm²: Rcable=2×30×0.01722.5=0.413 ΩR_{cabo} = \frac{2 \times 30 \times 0.0172}{2.5} = 0,413\ \Omega

### Etapa 4: Verificação do ónus classificado

A carga total calculada deve satisfazer: VAactual≤VAratedVA_{atual} \leq VA_{rated}

Se a carga real exceder a carga nominal, as opções incluem:

- Aumentar a secção transversal do cabo (reduz a carga de resistência)
- Especificar um TC de carga de classificação mais elevada
- Reduzir o número de dispositivos ligados em série
- Mudança de 5A para 1A secundário (reduz a carga do cabo por um fator de 25)

### Etapa 5: Verificar o ALF efetivo

O ALF real muda com a carga. A relação de acordo com a norma IEC 61869-2 é:

ALFactual=ALFrated×VArated+VAinternalVAactual+VAinternalALF_{atual} = ALF_{rated} \times \frac{VA_{rated} + VA_{internal}}{VA_{atual} + VA_{interno}}

Onde VAinternalVA_{interno} é a carga do enrolamento interno do TC (da folha de dados). Este passo é fundamental para [proteção à distância](https://voltgrids.com/pt/blog/how-current-transformers-enable-distance-protection-in-power-systems/) e aplicações de proteção diferencial.

### Comparação do cálculo da carga de CT vs VT

| Parâmetro | Cálculo da carga de CT | Cálculo dos encargos com o IVA |
| Topologia de circuitos | Laço de série | Ligação em paralelo |
| Expressão de encargos | VA ou Ω (impedância em série) | VA ou Ω (impedância paralela) |
| Impacto do cabo | Alta resistência em série adiciona diretamente | Baixa - predominam as cargas paralelas |
| Norma secundária | 1A ou 5A | 100V ou 110V |
| Risco principal | Saturação do núcleo por excesso de carga | Queda de tensão e perda de precisão |
| Norma de Direção | IEC 61869-2 | IEC 61869-33 |

**Caso de Cliente - Erro de cálculo de carga num painel de proteção de um alimentador de 33kV:**
Um gestor de aprovisionamento de uma empresa EPC no Norte de África contactou-nos depois de o seu sistema de proteção de alimentador de 33kV recentemente colocado em funcionamento ter apresentado erros de precisão persistentes na medição de energia - as leituras eram consistentemente 3-4% baixas. A investigação revelou que o percurso do cabo secundário era de 45 metros (mais longo do que o projeto original que previa 20 metros), adicionando 0,62Ω de carga de resistência não contabilizada. O TC instalado tinha uma potência nominal de 15VA, mas a carga real atingiu 22VA, empurrando o TC para fora da sua classe de precisão de 0,5. A Bepto forneceu um TC de substituição de 30VA com especificações adequadas, e a precisão da medição voltou a ser de 0,2% - bem dentro dos requisitos da classe de faturação.

## Como é que a carga afecta a classe de precisão e o desempenho de proteção do TC?

![Infografia técnica que explica como a carga do TC afecta a classe de precisão e o desempenho da proteção à distância, mostrando o comportamento do limiar da carga, o crescimento do erro composto, a redução do ALF, a saturação precoce do núcleo, o risco de atraso do relé da Zona 1 e um caso de campo em que uma carga secundária excessiva causou um mau funcionamento da proteção.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/CT-Burden-Impact-on-Protection-Performance-1024x683.jpg)

Impacto da carga de CT no desempenho da proteção

A relação entre a carga e o desempenho do TC não é linear - é um efeito de limiar. Dentro da carga nominal, o TC mantém a sua classe de precisão declarada. Para além da carga nominal, os erros agravam-se rapidamente e em condições de falha, [saturação do núcleo](https://voltgrids.com/pt/blog/ct-magnetic-saturation-behavior-during-faults/) ocorre mais cedo do que o previsto na especificação ALF.

No que respeita especificamente à proteção à distância, isto tem consequências operacionais diretas:

- **Subcarga:** Aumento efetivo do ALF - geralmente benéfico, mas a impedância de entrada do relé tem de ser cumprida
- **Com carga nominal:** O TC funciona exatamente de acordo com a especificação da classe de precisão
- **Sobrecarga (classificação 110-150%):** O erro composto excede o limite da classe; a leitura do contador é incorrecta
- **Sobrecarga grave (>150% classificados):** [o núcleo satura durante condições de falha](https://ieeexplore.ieee.org/document/4275376)[4](#fn-4); O relé de proteção recebe uma forma de onda cortada; o cálculo da impedância falha; o relé de distância pode não disparar Zona 1

### Impacto na fiabilidade da proteção por nível de sobrecarga

| Nível de encargos | Precisão da medição | Proteção CT Comportamento | Resposta do relé de distância |
|  | Dentro da classe | ALF efetivamente mais elevado | Viagem fiável da Zona 1 |
| 80-100% Classificado | Dentro da classe | Por especificação | Viagem fiável da Zona 1 |
| 100-130% Classificado | Erro marginal | Redução das ALF efectivas | Possível atraso da Zona 1 |
| >150% Classificado | Erro significativo | Saturação precoce | Risco de funcionamento incorreto |

A recomendação prática para aplicações críticas em termos de proteção: **projeto para 75-80% da carga nominal máxima**, A resistência do cabo é a mesma que a do relé, preservando a margem para futuras adições de relés ou reencaminhamento de cabos que aumentem a resistência.

**Caso de um cliente - Erro de funcionamento da proteção devido a um excesso de carga:**
Um empreiteiro de serviços de energia no Sudeste Asiático informou que um relé de distância de linha aérea de 22kV estava a falhar consistentemente na eliminação de defeitos próximos dentro do tempo da Zona 1, passando para a Zona 2 (atraso de 400ms). Uma análise detalhada do comissionamento revelou que o circuito secundário do TC incluía três relés, um transdutor e um cabo de 38 metros - carga total de 28VA contra um TC de 15VA. O TC estava a saturar a cerca de 8× a corrente nominal, muito abaixo da capacidade implícita de 20× da especificação 5P20 à carga nominal. A substituição por TCs Bepto 5P20 30VA resolveu completamente o problema de temporização da Zona 1.

## Quais são os erros de cálculo de carga mais comuns nos sistemas de MT?

![Uma fotografia de grande detalhe de um circuito de teste secundário de um TC caótico e sobrecarregado numa bancada de laboratório, ilustrando vários erros de cálculo, como cabos longos ignorados, classificações de dispositivos 1A e 5A misturados que causam sobreaquecimento e aplicações incorrectas do método VT. As formas de onda erráticas e as notas de erro reforçam o tema da fiabilidade comprometida devido a erros de carga. Não estão presentes pessoas.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Visualization-of-Critical-CT-Burden-Calculation-Mistakes-and-Overload-Effects-1024x687.jpg)

Visualização de erros críticos no cálculo da carga de TC e efeitos de sobrecarga

### Lista de verificação de instalação e colocação em funcionamento

1. **Medir o comprimento real do cabo** - nunca utilizar estimativas de desenhos de projeto para o cálculo dos encargos
2. **Medir a resistência do condutor** com um ohmímetro de baixa resistência antes da energização
3. **Verificar a carga real de entrada de cada relé** da ficha de dados do fabricante - não de resumos de catálogos
4. **Calcular a carga total à corrente secundária nominal** antes de especificar a classificação VA do TC
5. **Realizar o ensaio de injeção secundária** para verificar o rácio, a polaridade e a exatidão do TC na entrada em funcionamento
6. **Documentar a carga as-built** para futura referência de manutenção

### Erros comuns que comprometem a fiabilidade

- **Ignorar o peso dos cabos:** Em circuitos secundários de 5A, um cabo de 30m pode contribuir com 8-15VA - excedendo frequentemente a carga do relé
- **Mistura de dispositivos 1A e 5A:** Ligar um relé de 5A a um secundário de TC de 1A provoca uma sobrecarga grave e danos potenciais no relé
- **Partindo do princípio de que a carga de retransmissão é igual à carga total:** O esquecimento de medidores, transdutores e resistências terminais é extremamente comum
- **Não recalcular o ALF após alterações dos encargos:** Adicionar um relé durante uma atualização do sistema sem verificar novamente o ALF efetivo é um risco de proteção oculto
- **Utilizar o método de cálculo do ónus do TP para os TC:** Topologia série vs. paralela - a abordagem de cálculo é fundamentalmente diferente
- **Negligenciar os efeitos da temperatura:** Resistência do cobre [aumenta aproximadamente 0,4% por °C](https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity)[5](#fn-5) - em instalações com elevada humidade ambiente, a carga do cabo a 60°C é sensivelmente mais elevada do que a 20°C

## Conclusão

O cálculo preciso da carga não é um refinamento opcional de engenharia - é um requisito fundamental para a conformidade com a classe de precisão do transformador de instrumentos e para a fiabilidade do sistema de proteção na distribuição de energia de média tensão. **A principal conclusão: calcular sempre a carga secundária total, incluindo a resistência do cabo, verificar o ALF efetivo para aplicações de proteção e projetar para um máximo de 75-80% da carga nominal do TC para manter uma deteção de falhas fiável.** Na Bepto Electric, cada TC que fornecemos inclui especificações completas de carga na folha de dados e valores de resistência do enrolamento interno - dando à sua equipa de engenharia tudo o que é necessário para efetuar cálculos de carga precisos desde o primeiro dia.

## Perguntas frequentes sobre o cálculo da carga do transformador de instrumentos

1. “IEC 61869-2:2012 Transformadores de instrumentos - Parte 2”, `https://webstore.iec.ch/publication/5964`. Define as normas e parâmetros técnicos para transformadores de corrente. Função de evidência: suporte_geral; Tipo de fonte: norma. Suporta: IEC 61869-2. [↩](#fnref-1_ref)
2. “IEC TS 60815-1:2008 Seleção e dimensionamento de isoladores de alta tensão”, `https://webstore.iec.ch/publication/3807`. Define os requisitos de distância de fuga para diferentes ambientes de poluição. Função da evidência: general_support; Tipo de fonte: standard. Suporta: ≥25mm/kV para ambientes interiores normalizados (IEC 60815). [↩](#fnref-2_ref)
3. “IEC 61869-3:2011 Transformadores de instrumentos - Parte 3”, `https://webstore.iec.ch/publication/5965`. A norma internacional que regula o desempenho e a carga dos transformadores de tensão indutivos. Função da evidência: general_support; Tipo de fonte: standard. Suporta: IEC 61869-3. [↩](#fnref-3_ref)
4. “Impacto da saturação de TC na proteção à distância”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/4275376`. Investigação do IEEE que analisa a forma como a carga excessiva conduz à saturação precoce do núcleo. Papel da evidência: mecanismo; Tipo de fonte: pesquisa. Suporta: o núcleo satura durante condições de falha. [↩](#fnref-4_ref)
5. “Resistividade e condutividade eléctrica”, `https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity`. Página da Wikipédia que documenta o coeficiente de temperatura da resistividade do cobre. Papel da evidência: mecanismo; Tipo de fonte: pesquisa. Suporta: aumenta aproximadamente 0,4% por °C. [↩](#fnref-5_ref)