# Cálculo da carga secundária do transformador de corrente

> Fonte: https://voltgrids.com/pt_br/blog/current-transformer-secondary-burden-calculation/
> Published: 2026-04-09T06:26:48+00:00
> Modified: 2026-05-10T02:34:21+00:00
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## Resumo

O domínio do cálculo da carga secundária do transformador de corrente é essencial para garantir a confiabilidade do sistema de energia. Este guia de engenharia fornece uma metodologia passo a passo para o cálculo da impedância total - incluindo VA do relé, resistência do cabo e perdas de conexão - para evitar a saturação do...

## Media

- YouTube: https://youtu.be/qWZAHtxO5oU
- SoundCloud: https://soundcloud.com/bepto-247719800/current-transformer-secondary/s-9PGbjfVSzb2?si=99109b79ef9841d492d68fd7321726e5&utm_source=clipboard&utm_medium=text&utm_campaign=social_sharing

## Artigo

![LA-10 LAJ-10 Transformador de corrente 10kV Resina epóxi para ambientes internos - 5-1200A 0,2S 0,5 10P Classe 12 42 75kV Isolamento 265mm Creepage GB1208 IEC60044-1](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/01/LA-10-LAJ-10-Current-Transformer-10kV-Indoor-Epoxy-Resin-5-1200A-0.2S-0.5-10P-Class-12-42-75kV-Insulation-265mm-Creepage-GB1208-IEC60044-1.jpg)

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

## Introdução

Nos sistemas de proteção de média tensão, mesmo um transformador de corrente perfeitamente especificado pode não fornecer sinais de falha confiáveis se a carga secundária for mal calculada. **A carga secundária - a impedância total conectada aos terminais secundários do TC - determina diretamente se o TC mantém a precisão durante as condições de falha ou se satura e envia sinais corrompidos aos relés de proteção.** Para os engenheiros elétricos que projetam esquemas de proteção de média tensão e para os gerentes de compras que adquirem TCs para subestações industriais ou alimentadores de redes elétricas, um cálculo incorreto da carga é um dos erros de especificação mais comuns e mais consequentes no campo. Este guia fornece uma metodologia estruturada de nível de engenharia para calcular a carga secundária do TC, abrangendo todos os componentes de resistência no circuito secundário e traduzindo esse cálculo em uma especificação correta do TC de acordo com a norma IEC 61869-2.

## Índice

- [O que é a carga secundária de CT e o que ela inclui?](#what-is-ct-secondary-burden-and-what-does-it-include)
- [Como calcular o ônus secundário total passo a passo?](#how-do-you-calculate-total-secondary-burden-step-by-step)
- [Como a carga secundária afeta a seleção de TCs para proteção de VM?](#how-does-secondary-burden-affect-ct-selection-for-mv-protection)
- [Quais são os erros mais comuns de cálculo de carga em circuitos de proteção?](#what-are-the-most-common-burden-calculation-errors-in-protection-circuits)

## O que é a carga secundária de CT e o que ela inclui?

![Visualização técnica detalhada dos componentes da carga secundária do transformador de corrente (CT), apresentada em um contexto de laboratório. Um corte de um TC mostra a resistência do enrolamento interno (Rct), conectado por cabos secundários (Rcable) a blocos de terminais industriais (Rterminal), levando a um moderno relé de proteção numérica (Relay Burden, Srelay). O caminho da impedância total, combinando todos esses elementos, é enfatizado visualmente com um fluxo de corrente azul e laranja brilhante unificado e rótulos como 'CT SECONDARY BURDEN (Total Impedance - expressed in VA or Ω)', fazendo referência à norma IEC 61869-2.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/CT-Secondary-Burden-Components-and-Total-Impedance-Visualization-1024x687.jpg)

Componentes de carga secundária de TC e visualização de impedância total

O ônus secundário da TC é o **impedância total (expressa em VA ou Ω) apresentada ao enrolamento secundário do TC** por todos os dispositivos e condutores conectados no loop secundário. Não se trata apenas da impedância da bobina do relé - é a soma de todos os elementos resistivos e reativos pelos quais a corrente secundária deve passar.

Por **IEC 61869-2**, o [A carga nominal (Sₙ) de um TC de proteção é definida na corrente secundária nominal](https://webstore.iec.ch/publication/28612)[1](#fn-1) (normalmente 1A ou 5A) e fator de potência nominal (normalmente cos φ = 0,8). O TC deve manter sua classe de precisão até esse valor de carga. Se esse valor for ultrapassado, o ALF efetivo cairá - potencialmente abaixo do requisito de nível de falha do sistema.

### Componentes da carga secundária de CT

A carga secundária total compreende quatro elementos distintos:

- **Carga de retransmissão (S_relay):** O consumo de VA de todos os relés de proteção conectados - sobrecorrente, falha de aterramento, diferencial, distância. [Os modernos relés de proteção numérica consomem normalmente de 0,1 a 0,5 VA por fase](https://www.gegridsolutions.com/multilin/catalog/850.htm)[2](#fn-2); os relés eletromecânicos podem consumir de 3 a 10VA
- **Carga de cabos (R_cable):** Resistência da fiação secundária entre os terminais do TC e o painel do relé - geralmente o maior componente de carga individual em instalações de campo
- **Bloco de terminais e resistência de conexão (R_terminal):** Pequena, mas não negligenciável em cadeias secundárias longas; normalmente 0,01-0,05Ω por par de blocos de terminais
- **Resistência do enrolamento secundário do TC (R_ct):** Resistência do enrolamento interno do próprio TC - não faz parte da carga externa, mas é essencial para o cálculo do ALF; [medido a 75°C de acordo com a norma IEC](https://webstore.iec.ch/publication/28612)[3](#fn-3)

### Principais especificações técnicas a serem confirmadas

- **Corrente secundária nominal:** 1A ou 5A - essa escolha afeta drasticamente a carga do cabo (o secundário de 5A produz 25 vezes mais queda de tensão no cabo do que o de 1A para a mesma resistência)
- **Sistema de isolamento:** Fundição de resina epóxi, classificada como 12kV / 24kV / 36kV de acordo com a IEC 61869
- **Classe de precisão:** 5P ou 10P para circuitos de proteção
- **Faixa de carga nominal:** Valores padrão - 2,5VA, 5VA, 10VA, 15VA, 30VA
- **Temperatura operacional:** [Classe E (120°C) ou Classe F (155°C)](https://webstore.iec.ch/publication/583)[4](#fn-4) - afeta o fator de correção Rct

## Como calcular o ônus secundário total passo a passo?

![Ilustração técnica detalhada de uma planilha de cálculo de carga secundária de um transformador de corrente (CT). O infográfico mostra uma sequência de quatro etapas gráficas em um plano de fundo: determinação da carga do relé (Srelay) e conversão para Rrelay, cálculo da resistência do cabo (Rcable_75) com correção de temperatura para comprimento unidirecional e propriedades do cobre, adição da resistência do terminal (Rterminal) para vários pares e soma da resistência total da carga. Ele conclui com uma soma de valores de exemplo (0,02 + 0,511 + 0,18 = 0,549Ω) convertidos em 13,7VA a 5A, apontando para a especificação final: 'Specify CT rated burden ≥ 15VA'. Uma comparação destaca o enorme impacto do secundário de 5 A na carga do cabo.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/CT-Secondary-Burden-Step-by-Step-Calculation-Worksheet-1024x687.jpg)

Planilha de cálculo passo a passo da carga secundária de CT

Um cálculo rigoroso da carga secundária segue um processo de quatro etapas. Cada etapa deve ser concluída antes que a especificação do TC seja finalizada - pular qualquer etapa introduz o risco de subespecificação.

### Etapa 1: Determinar a carga do relé

Obtenha o consumo de VA das folhas de dados do fabricante do relé para cada dispositivo conectado:

Srelay=∑i=1nSrelay,iS_{relay} = \sum_{i=1}^{n} S_{relay,i}

Converta VA em resistência na corrente secundária nominal:

Rrelay=SrelayI2n2R_{relay} = \frac{S_{relay}}{I_{2n}^2}

**Exemplo:** Relé de sobrecorrente numérico = 0,3VA, relé de falha de aterramento = 0,2VA, total = 0,5VA
Em I₂ₙ = 5A: Rrelay=0.525=0.02,ΩR_{relay} = \frac{0,5}{25} = 0,02 , \Omega
Em I₂ₙ = 1A: Rrelay=0.51=0.5,ΩR_{relay} = \frac{0.5}{1} = 0.5 , \Omega

### Etapa 2: Calcular a resistência do cabo

Essa é a etapa de cálculo mais crítica, especialmente para instalações em que os TCs estão localizados longe dos painéis de relés:

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

Onde:

- LL = comprimento do cabo unidirecional (metros)
- ρ\rho = [resistividade do cobre = **0,0175 Ω-mm²/m**](https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity)[5](#fn-5) (a 20°C)
- AA = área da seção transversal do cabo (mm²)
- Fator **2** é responsável pelos condutores de saída e de retorno

**Correção de temperatura até 75°C:**

Rcable,75=Rcable,20×[1+0.00393×(75−20)]R_{cabo,75} = R_{cabo,20} \times [1 + 0,00393 \times (75 - 20)]

Rcable,75=Rcable,20×1.216R_{cabo,75} = R_{cabo,20} \times 1.216

**Exemplo:** Cabo de 30 m, cobre de 2,5 mm²:
Rcable,20=2×30×0.01752.5=0.42,ΩR_{cable,20} = \frac{2 \times 30 \times 0.0175}{2.5} = 0,42 , \Omega
Rcable,75=0.42×1.216=0.511,ΩR_{cable,75} = 0,42 \times 1,216 = 0,511 , \Omega

### Etapa 3: Adicionar resistência do terminal e da conexão

Para um circuito secundário típico com 6 pares de blocos de terminais:

Rterminal=6×0.03=0.18,ΩR_{terminal} = 6 \times 0.03 = 0.18 , \Omega

### Etapa 4: Soma do ônus externo total

Rburden,total=Rrelay+Rcable,75+RterminalR_{burden,total} = R_{relay} + R_{cable,75} + R_{terminal}

Rburden,total=0.02+0.511+0.018=0.549,ΩR_{burden,total} = 0,02 + 0,511 + 0,018 = 0,549 , \Omega

Converta para VA na corrente secundária nominal:

Sburden,total=Rburden,total×I2n2=0.549×25=13.7,VAS_{burden,total} = R_{burden,total} \times I_{2n}^2 = 0,549 \times 25 = 13,7 , VA

→ **Especifique a carga nominal do TC ≥ 15VA** (próximo valor padrão acima de 13,7VA)

### Comparação de ônus: 1A vs. 5A Secundário

| Parâmetro | 1A Secundário | 5A Secundário |
| Resistência do cabo Impacto | Baixo (efeito I² mínimo) | Alta (25× mais perda de VA) |
| Carga de relés (VA→Ω) | Maior Ω por VA | Menor Ω por VA |
| Passagem de cabo recomendada | Até 100 m prático | O ideal é manter abaixo de 30 m |
| Classificação de ônus padrão | 2,5VA-15VA típico | 10VA-30VA típico |
| Tamanho do núcleo | Menor | Maior |
| Aplicativo | Instalações remotas, longas extensões de cabos | Instalações de painéis locais |

**A principal conclusão:** Para instalações de TCs a mais de 20 metros do painel de relés, **É altamente recomendável o ensino médio de 1A** - A carga do cabo em 5A secundário pode consumir todo o VA nominal antes mesmo de o relé receber um sinal.

**Caso de cliente - Empreiteira EPC de rede elétrica, subestação de 33kV:**
Uma empreiteira de EPC no sul da Ásia especificou TCs secundários de 5A para uma subestação externa de 33kV em que as caixas de triagem de TCs estavam localizadas a 45 metros do painel do relé principal. O cálculo inicial da carga (somente o relé) mostrou 8VA - bem dentro da carga nominal de 15VA. No entanto, o engenheiro de aplicação da Bepto recalculou incluindo a resistência do cabo: 45m × 2,5mm² de cobre a 75°C adicionados **1,23Ω = 30,7VA** para a carga. A carga total excedeu 38VA - mais do que o dobro da classificação do TC. A especificação foi revisada para TCs secundários 1A com classificação de carga de 15VA, resolvendo o problema antes da fabricação. **Esse único cálculo evitou uma falha completa do sistema de proteção em um alimentador de rede elétrica ativo.**

## Como a carga secundária afeta a seleção de TCs para proteção de VM?

![Infográfico técnico detalhado que visualiza o impacto da seleção da carga na precisão e confiabilidade do transformador de corrente (CT). Ele mostra uma comparação dividida: o lado esquerdo ilustra uma carga calculada de 13,7 VA que resulta em um sinal de falta saturado, enquanto o lado direito mostra uma carga nominal especificada de 15 VA que resulta em um sinal de falta preciso e linear que reproduz o multiplicador de corrente de falta. As etiquetas destacam o exemplo de cálculo e a especificação final: 'SPECIFIED RATED BURDEN: 15 VA (Class 5P20)'.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Burden-Selection-Impact-on-CT-ALF-and-Protection-Accuracy-1024x687.jpg)

Impacto da seleção de carga sobre o CT ALF e a precisão da proteção

Depois que a carga secundária total é calculada, ela aciona diretamente três parâmetros de especificação do TC: classe de carga nominal, seleção da classe de precisão e verificação do ALF real em relação aos requisitos de nível de falha do sistema.

### Etapa 1: Selecione a classe de carga nominal

Sempre selecione o **próximo valor de carga padrão acima da carga total calculada:**

- Carga calculada = 13,7VA → Especifique **15VA**
- Carga calculada = 22VA → Especificar **30VA**
- Nunca especifique um TC com carga nominal igual à carga calculada - isso deixa uma margem zero

### Etapa 2: Verificar o ALF real em relação ao nível de falha

Com a carga nominal selecionada, verifique o ALF real usando:

ALFactual=ALFrated×Rct+Rburden,ratedRct+Rburden,actualALF_{actual} = ALF_{rated} \times \frac{R_{ct} + R_{burden,rated}}{R_{ct} + R_{burden,actual}}

Garantir: ALFactual≥Isc,maxI1n×1.1ALF_{actual} \geq \frac{I_{sc,max}}{I_{1n}} \times 1.1

### Etapa 3: Recomendações de ônus específicas do aplicativo

- **Distribuição industrial de média tensão (6-12kV):** 5A secundário, 15VA, Classe 5P20 - cabos curtos em painéis CCM compactos
- **Subestação de rede elétrica (33-36kV):** 1A secundário, 15VA, Classe 5P30 - cabos longos para salas de relés remotas
- **Coleta de MV da fazenda solar (33kV):** 1A secundário, 10VA, Classe 10P10 - níveis de falha mais baixos, custo otimizado
- **Unidade principal do anel urbano (12kV):** 1A secundário, 5VA, Classe 5P20 - TC compacto fundido em epóxi, com restrição de espaço
- **Plataforma marítima/offshore:** 1A secundário, 10VA, classe 5P20, encapsulamento em epóxi IP67 - ambiente corrosivo

### Impacto na confiabilidade da especificação correta da carga

- O TC opera dentro da região linear durante a falha → o relé recebe um sinal preciso da corrente de falha
- O relé de proteção dispara dentro da característica correta de tempo e corrente
- A proteção diferencial mantém a estabilidade em falhas de passagem
- Confiabilidade e tempo de atividade do sistema preservados em toda a faixa de nível de falha
- CT sobrecarregado satura → o relé não lê a corrente de falha → disparo atrasado ou com falha
- Classificação de carga subespecificada → ALF efetivo reduzido → ponto cego de proteção em múltiplos de falha elevados

## Quais são os erros mais comuns de cálculo de carga em circuitos de proteção?

![Um infográfico técnico abrangente que detalha quatro erros principais no cálculo da carga do TC - efeitos de temperatura, condutores de retorno, blocos de terminais e alterações de comprimento - e os mapeia visualmente para seus impactos operacionais: ALF efetivo reduzido, leitura insuficiente do relé e falhas no sistema, como danos ao motor.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Analysis-of-CT-Overburdening-Causes-and-Consequences-1024x687.jpg)

Análise das causas e consequências da sobrecarga de CT

### Lista de verificação de instalação e verificação

1. **Medir o comprimento real do cabo** - use desenhos as-built, não estimativas de projeto; o roteamento em campo adiciona 15-25% ao comprimento calculado
2. **Obtenha a carga do relé a partir da folha de dados atual** - não de memória ou de especificações de projetos anteriores; os modelos de relés variam significativamente
3. **Aplique a correção de temperatura à Rct e à resistência do cabo** - sempre calcular a 75°C, não à temperatura ambiente
4. **Conta para todos os blocos de terminais** - especialmente em quiosques de sinalização com várias faixas de terminais intermediários
5. **Verifique com o medidor de carga durante o comissionamento** - medir a impedância real do loop secundário antes da energização
6. **Verifique as conexões do relé paralelo** - Vários relés no mesmo secundário de TC reduzem a carga total, mas exigem verificação individual

### Erros comuns que causam falhas na proteção

- **Usando a VA da placa de identificação do relé sem correção de temperatura** - A resistência da bobina do relé eletromecânico aumenta significativamente na temperatura de operação
- **Ignorando a resistência do condutor de retorno** - o fator de 2 na fórmula do cabo é frequentemente omitido, reduzindo pela metade a carga calculada do cabo
- **Supondo que a carga do relé numérico seja igual à carga do relé eletromecânico** - Os relés numéricos consomem de 10 a 50 vezes menos VA; a especificação excessiva de carga desperdiça custos, mas a especificação insuficiente para substituições de relés antigos causa erros
- **Falha ao recalcular a carga após a realocação do painel de relés** - Mudanças no comprimento do cabo durante a construção são comuns e devem acionar o recálculo da carga
- **Especificação da carga do TC com base apenas na distância da sala do relé** - esquecimento de caixas de junção intermediárias, quiosques de triagem e blocos de terminais de teste

**Caso de Cliente - Gerente de Compras, Planta Petroquímica Industrial:**
Um gerente de compras em uma instalação petroquímica no Oriente Médio encomendou TCs de substituição com base na especificação original do projeto de 1995 - 5A secundário, 15VA, Classe 5P20. O painel de relés havia sido realocado durante uma expansão da planta em 2018, estendendo os cabos de 12 m para 38 m. Ninguém recalculou a carga. Após a substituição do TC, a proteção contra sobrecorrente em um alimentador de motor de 11kV não disparou durante uma falha fase a fase, causando danos ao enrolamento do motor. A análise pós-incidente revelou que a carga real era de 28,4VA - quase o dobro da classificação do TC de 15VA. A Bepto agora fornece **revisão gratuita do cálculo de carga como parte da consulta de substituição de CT**, A empresa deve garantir a precisão das especificações antes de fazer qualquer pedido.

## Conclusão

O cálculo da carga secundária do TC não é uma formalidade - é uma etapa fundamental de engenharia que determina se todo o seu esquema de proteção de média tensão funciona corretamente em condições de falha. Ao considerar sistematicamente a carga do relé, a resistência do cabo na temperatura de operação, a resistência do bloco terminal e verificar o resultado em relação à carga nominal do TC e aos requisitos de ALF, os engenheiros garantem que os transformadores de corrente forneçam sinais precisos e confiáveis quando o sistema de energia mais precisa de proteção. Para distribuição de energia de média tensão, subestações e instalações industriais, a especificação correta da carga é a base da confiabilidade da proteção.

## Perguntas frequentes sobre o cálculo da carga secundária da CT

### **P: Qual é a faixa de carga nominal padrão para transformadores de corrente de classe de proteção em sistemas de média tensão?**

**A:** Os valores de carga nominal padrão de acordo com a norma IEC 61869-2 são 2,5VA, 5VA, 10VA, 15VA e 30VA. A maioria das aplicações de proteção MV usa de 10VA a 30VA, dependendo do tipo de relé e do comprimento do cabo.

### **P: Por que o secundário de 1A é preferível ao secundário de 5A para cabos longos em circuitos de TC de subestações?**

**A:** A carga do cabo é escalonada com I²R. Em um secundário de 5A, uma resistência de cabo de 0,5Ω consome 12,5VA; em 1A, o mesmo cabo consome apenas 0,5VA - uma redução de 25 vezes, preservando a margem de precisão do CT.

### **P: Como a carga secundária da TC afeta a [Fator limitador de precisão (ALF)](https://voltgrids.com/pt_br/blog/ct-accuracy-limiting-factor-calculation-guide/) em circuitos de proteção?**

**A:** Uma carga real maior reduz o ALF efetivo. Se a carga real exceder a carga nominal, o TC satura em um múltiplo de corrente de falta menor, deixando os relés de proteção potencialmente cegos para eventos de falta de alta magnitude.

### **P: Qual seção transversal de cabo é recomendada para a fiação secundária do TC em painéis de proteção de média tensão?**

**A:** Mínimo de 2,5 mm² de cobre para percursos de até 30 m com 5 A secundário. Para percursos superiores a 30 m ou sistemas secundários de 1 A, 1,5 mm² é aceitável. Sempre verifique com o cálculo da carga - nunca selecione o tamanho do cabo apenas pela regra geral.

### **P: Como verificar corretamente a carga secundária do TC durante o comissionamento de um sistema de proteção?**

**A:** Use um medidor de carga calibrado para medir a impedância real do circuito secundário com todos os relés conectados. Compare com o valor calculado e com a carga nominal do TC. Realize o teste de injeção secundária para confirmar a operação do relé nos múltiplos de corrente esperados.

1. “IEC 61869-2:2012 Transformadores de instrumentos - Parte 2: Requisitos adicionais para transformadores de corrente”, `https://webstore.iec.ch/publication/28612`. Norma internacional oficial que define as especificações de teste e classificação para transformadores de corrente de proteção. Função da evidência: general_support; Tipo de fonte: standard. Suporta: a carga nominal (Sₙ) de um TC de proteção é definida na corrente secundária nominal. [↩](#fnref-1_ref)
2. “Sistema de proteção de 850 alimentadores”, `https://www.gegridsolutions.com/multilin/catalog/850.htm`. Especificações técnicas para relés numéricos modernos mostrando valores típicos de consumo de energia. Função da evidência: estatística; Tipo de fonte: indústria. Suporta: Os relés de proteção numéricos modernos normalmente consomem 0,1-0,5VA por fase. [↩](#fnref-2_ref)
3. “IEC 61869-2:2012 Transformadores de instrumentos - Parte 2”, `https://webstore.iec.ch/publication/28612`. As normas IEC exigem a medição da resistência a 75°C para o alinhamento da classe térmica. Função da evidência: padrão; Tipo de fonte: padrão. Suporta: medido a 75°C de acordo com a norma IEC. [↩](#fnref-3_ref)
4. “IEC 60085:2007 Isolamento elétrico - Avaliação térmica e designação”, `https://webstore.iec.ch/publication/583`. Define as classes térmicas padrão, incluindo a Classe E (120°C) e a Classe F (155°C) para materiais de isolamento elétrico. Função da evidência: padrão; Tipo de fonte: padrão. Suporta: Classe E (120°C) ou Classe F (155°C). [↩](#fnref-4_ref)
5. “Resistividade e condutividade elétrica”, `https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity_and_conductivity`. Banco de dados de propriedades de materiais mostrando a resistividade elétrica padrão do cobre em temperatura ambiente. Papel da evidência: estatística; Tipo de fonte: pesquisa. Suportes: resistividade do cobre = 0,0175 Ω-mm²/m. [↩](#fnref-5_ref)