Selección de transformadores para medición Los factores que determinan la selección de de estos elementos son: - El tipo de instalación - El tipo de aislamiento - La potencia - La clase de precisión Instalación Pueden ser construidos para ser usados en interiores o exteriores. Generalmente, para instalaciones de baja y media tensión son diseñados para servicio interior. Para tensiones superiores, se construyen para servicio exterior. Aislamiento a) Material para baja tensión. Se considera el aire como aislamiento o resina sintética. b) Material de media tensión. Se utiliza el aceite con envolvente de porcelana o aislamiento de resina sintética. Los transformadores para instalaciones exteriores se construyen con aislamiento porcelana-aceite, o aislamiento en seco. c) Material de alta tensión. Se emplea papel dieléctrico impregnados en aceitey colocados dentro de una envolvente de porcelana. Potencia Esta en función del uso a que se destina el transformador. Clase de precisión La selección dependerá del uso al que se destinara el transformador. El transformador y los instrumentos que serán conectados a este, deberán ser de la misma clase de precisión. Para medidores industriales, se emplean las clases 1, 1.2, 3 y 5. Para mediciones de energía, se emplean las clases 0.2, 0.3, 0.5 y 0.6. Para instrumentos de protección se emplean las cl ases 5 y 10. Transformadores de Corriente Se conectan en serie con las líneas de alimentación, por lo que soportan las mismas sobretensiones y sobre intensidades que ellas. En la selección, se deberá considerar la corriente de cortocircuito del sistema en el punto donde se instalara el transformador. Instalación. La elección de un modelo, debe considerar otros factores como la posición, altura, mantenimiento, etc. Tensión nominal de aislamiento. Debe ser cuando menos igual a la tensión mas elevada del sistema en se utilice. Corrientes nominales de transformadores de corriente Las diferentes normas (ANSI, VDE, CEB, CEI, etc.), han normalizado los valores de las corrientes primarias y secundarias de los transformadores.
Corriente nominal primaria Valores normalizados SIMPLE RELACION DE TRANSFORMACION 5
30
150
800
10
40
200
1200
15
50
300
1500
20
75
400
2000
25
100
600
3000
DOBLE RELACION DE TRANSFORMACION 2x5
2x25
2x100
2x300
2x10
2x50
2x150
2x400
2x15
2x75
2x200
2x600
Corriente nominal secundaria El valor normalizado es generalmente 5 amperios. Carga secundaria Es la impedancia del circuito secundario correspondiente a la potencia de precisión, bajo la corriente nominal, por ejemplo para una potencia de precesión de 50 VA e I2 = 5 A, la impedancia será ohms Potencia nominal Es la potencia aparente secundaria bajo corriente nominal determinada, considerando las prescripciones relativas a los límites de errores. Se expresa en volt amperes o en ohms. Para escoger la potencia nominal de un transformador de corriente, hay necesidad de sumar las potencias de todos los instrumentos que serán conectados en serie con su devanado secundario y tener en cuenta la pérdida por efecto Joule de los conductores de alimentación. Se elegirá el de valor nominal inmediato superior a la cifra obtenida. Clase de precisión Las clases de precisión normales son: 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.6, 1.2, 3 y 5. La clase de precisión se designa por el error máximo admisible, en porciento, que el transformador pueda introducir en la medición, operando con su corriente nominal primaria y a frecuencia nominal. Capacidad de resistencia de los transformadores de corriente a los cortocircuitos La resistencia de los transformadores de corriente a los cortocircuitos, está determinada por las corrientes límites térmica y dinámica, definidas por ANSI, como: a) La corriente límite térmica es el valor eficaz de la corriente primaria más grande que el transformador de corriente pueda soportar por efecto joule, durante un
segundo, sin sufrir deterioros y teniéndose el circuito secundario en cortocircuito. Esta corriente limite térmica se expresa en kiloamperios eficaces, o en n veces la corriente nominal primaria. La elevación de temperatura admisible en el transformador es de 150ºC, para la clase A de aislamiento y dicho elevación se obtiene en un segundo, con una densidad de corriente de 143 amp/mm2. b) La corriente límite dinámica es el valor de cresta de la primera amplitud de corriente que un transformador puede soportar por efectos mecánicos, sin sufrir deterioros, teniendo su circuito secundario en cortocircuito. Su amplitud se expresa en kiloamperios (cresta). En la práctica, el cálculo se efectúa siguiendo las dos fórmulas:
()
() ()√
√
