2016 Transformador de Corriente

Transformador de Corriente Conceptos y características

Para uso estrictamente académico y de los alumnos de la Universidad Nacional de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Eléctrica Eléctrica y Electrónica. Lima – Perú. No se vende ni comercializa.

Juan Bautista R. – FIEE - UNI

Profesor Principal

Bibliografía

Bibliografía

Bibliografía

Transformadores de corriente (TC)

Con ellos se efectúan las mediciones de corriente cor riente en los sistemas eléctricos. Tienen el devanado primario conectado en serie con el circuito de alta tensión. La impedancia del TC vista desde el lado del devanado primario, es despreciable comparada con la del sistema en el cual está instalado, aún si se tiene en cuenta la carga que se conecta en su secundario.

Normas referidas a Transformadores de Corriente

•

IEC 60044 Ins Instru trumen mentt tra transf nsform ormers ers

•

IEC 60044-1 Cu Curr rren entt tr tran ansf sfor orme mers rs

IEC 60044-6 Re Requ quir irem emen ents ts fo for  r   protective current transformers for  transi tra nsient ent per perfor forman mance ce •

IEEE Std C57.13 IEEE Standard Requirements for Instrument Transformers. •

Clasificación Según su construcción • Con varios núcleos

varios devanados secundarios independientes y montados cada uno en su propio núcleo formando conjunto con un único devanado primario. • Secu Secunda ndario rio de relaci relación ón múltipl múltiple e o mul multir tirela elación ción

La relación de transformación se puede variar por medio de tomas (taps) en las vueltas del devanado secundario, presentan el inconveniente de la disminución de la capacidad en las relaciones mas bajas.

Según su utilización

1. Transformador es de corriente para medida. 2. Transformador es de corriente para protección.

Características

• Co Corr rrie ient nte e pr prim imar aria ia asi asign gnad ada a I   p • Corriente secundaria asignada I s • Corrientes de cortocircuito asignada • Cor Corrie riente nte de cortoc cortocircu ircuito ito tér térmica mica asign asignada ada I th • Valor normal de la corriente dinámica asignada I dyn • Potencia de precisión

• Limites de calentamiento • Tensión máxima del equipo y niveles de aislamiento • Frecuencia • Clase de precisión • Numero de devanados secundarios • Tipo de instalación (interior o exterior).

Especificaciones

Valores normalizados de las corrientes primarias Transformadores con una sola relación de transformación

Valores sugeridos en la norma IEC 60044-1 (2003) son: 10 - 12,5 - 15 - 20 25- 30 - 40 - 50 - 60 - 75  A o sus múltiplos o sus sub-múltiplos decimales.

Transformadores con múltiples relaciones de transformación Definida Defi nidas s por la norma norma IEEE IEEE Std Std C 57.13 (1993) (1993)

Valores normales de las corrientes secundarias asignadas

Los valores normales de corrientes secundarias asignadas son so n 1 A, 2 A y 5 A.

66 kV

132 kV

Corrientes de cortocircuito asignadas

Corrie Cor rient nte e de cor cortoc tocirc ircui uito to té térm rmica ica as asign ignada ada I  t h 

Valor rms de la I   primaria que el TC puede soportar durante 1seg, con el secundario cortocircuitado, sin que sufra daños. Los valores considerados por la norma para esta corriente corresponden con los definidos para la corriente primaria asignada.

Valor normal de la corriente dinámica asignada l d y n 

Valor pico de la I   primaria que el TC  puede soportar sin sufrir daños eléc eléctr triicos cos o me mecá cáni nico cos s debidos a los esfuerzos electromecánicos resul res ulta tant ntes, es, es esta tand ndo o el sec secund undar ario io cortocircuitado. El valor normal es I dyn= 2,5I th

Límites de calentamiento Los transformadores de corriente no deben exceder los límites de calentamiento definidos en la Tabla adjunta

Requerimientos adicionales

Designación de la clase de precisión Determinada por el límite superior del error de corriente expresado expresa do en %, para para la corrie corriente nte primari primaria a asignda asignda y la carga de precisión asignada. Clases de precisión normales según IEC Las clases de precisión normales para un transformador de corriente son: 0.1 - 0.2 - 0,5 - 1 - 3 - 5.

Limites del error de corriente y del desplazamiento de fase

Para los transfor transformadore madores s con clases de precisión precisión 0,1 - 0.2 - 0.5 y 1, el error de corrien corriente te y el desplazami desplazamiento ento de de fase, a la frecuencia asignada, no deben exceder los valores de la Tabla adjunta, cuando la carga secundaria está ent entre re el 25% 25% y 100% 100% de la la carga carga de prec precisió isión. n.

El error de corriente en % es: Corriente Relación de transformación asignada

%error

en corriente 

secundaria real

cuando fluye ip

K n is  i p i p

x100

Corriente primaria rea reall

El desplazamiento de fase es la diferencia en ángulo entre los vectores de corriente primaria y secundaria

Clase de precisión

Los TC para protección convencional están caracterizados por la letra "P" (indica protección), la clase de precisión indica el límite superior del error compuesto para la corriente límite de precisión asignada y la carga de precisión.

Error compuesto Ec expresado como un % del valor eficaz de la corriente primaria es: Valor instantáneo de la corriente secundaria

 Ec 

100

 I  p

Valor eficaz de la corriente primaria

1

Valor instantáneo instant áneo de la corriente primaria

T 

K i   T 

n s

 i p  dt 

0

Duración del ciclo

2

Relación de transformación asignada

Clases de precisión normales (para protección)

Son 5P y 10P, de acuerdo con la norma IEC

El factor limite de precisión es la relación que existe entre la corriente primaria de precisión limite y la corriente nominal en el primario , los valores estándar para el factor limite de precisión son: 5 – 10 – 15 – 20 – 30

Comportamiento transitorio de los transformadores de corriente clase P Los requerim requerimiento ientos s para operación operación de los los TC para protecció protección n clase P están definid definidos os para una corriente corriente primaria primaria aplicad aplicada a senoidal senoidal y simétrica. La utilización de TC clase P con requerimientos adicionales para régimen transitorio se justifica en los casos de TC a los cuales se les ha especificado una potencia de precisión muy elevada.

Pruebas

Pruebas de rutina (con asistencia de inspector) • Verificación de la identificación de los terminales • Tensió Tensión n soportad soportada a a frecue frecuencia ncia indust industrial rial en en devanado devanados s

primarios y medida de las descargas parciales • Tensión soportada a frecuencia industrial en devanados

secundarios • Tensión soportada a frecuencia industrial entre

secciones • Sobretensión entre espiras • Determinación de los errores de acuerdo con los

requerimientos de la clase de precisión.

Pruebas tipo (con entrega de certificados Kema, Cesi, etc)

• Ensayo de corriente de corto tiempo • Ensayo de elevación de temperatura • Pruebas de impulso tipo rayo en el devanado primario • Prueba de impulso de maniobra en el devanado

primario • Pruebas de aislamiento en húmedo para equipos tipo

exterior • Det Detenn ennina inació ción n de los erro errores res de acue acuerdo rdo con con los

requerimientos de la clase de precisión.

72.5 72. 5 kV kV 72.5 k V

245 kV

525 kV

Transformador de corriente ABB IMB

GRACIAS