Transformadores de corriente (CT): construcción, tipos, instalación, características y aplicaciones
¿Qué es el transformador de corriente (CT)?
Un “Transformador de corriente” CT es un tipo de transformador de instrumento diseñado para reducir la corriente en el secundario para protección y medición de la corriente primaria proporcional.
Estos transformadores con amperímetros de bajo rango se utilizan para medir la corriente en los circuitos de alto voltaje. También se utilizan para reducir la corriente en una proporción específica para aislar el instrumento de las líneas de alto voltaje.
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Construcción de TC
Como devanado primario se utiliza un cable grueso con una o varias vueltas que se conecta electromagnéticamente a la línea cuya corriente se desea medir.
El devanado secundario consta de muchas vueltas de cables delgados que están conectados en paralelo a los terminales del amperímetro.
En términos de voltaje, es un transformador elevador que reduce el nivel de corriente. Si la relación de vueltas entre primario y secundario es 100:05; luego aumentará el nivel de voltaje en términos de 20:01 o reducirá el nivel de corriente en términos de 01:20.
Por lo tanto, si conocemos la relación de corriente y la clasificación del amperímetro de CA, podemos determinar la corriente de línea. Este es el mismo concepto utilizado en las pinzas amperimétricas.
Trabajo de CT
Un Clampon (también conocido como Clipon) es un tipo de amperímetro basado en un transformador de corriente. El núcleo laminado está diseñado de tal manera que su gatillo se puede abrir presionando ligeramente, es decir, abre el núcleo del transformador de instrumentos.
Una barra colectora o un alimentador cuya medición de corriente se requiere se inserta en el núcleo abierto y se suelta el gatillo para cerrar el núcleo. El conductor o alimentador que transporta corriente actúa como un primario de una sola vuelta mientras que el devanado secundario está conectado a través del amperímetro estándar. Este proceso se muestra en la figura siguiente.
Tenga en cuenta que la resistencia interna del amperímetro es muy baja, por lo que un transformador de corriente funciona como un cortocircuito. Si por alguna razón el amperímetro se desconecta de los devanados secundarios, es necesario cortocircuitar el devanado secundario.
Es decir, el secundario del transformador de corriente nunca debe dejarse abierto bajo ningún concepto. En resumen, nunca se debe operar sin carga cuando la corriente fluye a través del primario. De lo contrario, será como operar un transformador de voltaje en condición de cortocircuito, lo que provocará daños en el aislamiento, así como la posibilidad de sufrir una descarga eléctrica para el operador.
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Transformadores de corriente de alto voltaje
Transformadores de corriente (Connecticut) se utilizan en Alto voltaje (alto voltaje) y Voltaje medio (VM)[1] Instalaciones para dar imagen de corriente eléctrica a relés y unidades de protección y equipos de medida y están diseñadas para proporcionar una corriente en su secundario proporcional a la corriente que circula en su primario.
Connecticut están conectados en serie y los dispositivos de protección y equipos de medición están conectados al secundario del Connecticut en asociación de seriescomo se muestra en la Figura 1.
Figura 1 – Conexión esquemática de un transformador de corriente
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Instalación y procedimiento del transformador de corriente.
TC de alto voltaje comúnmente se instalan al aire libre, en AIS subestaciones (Subestación aislada de aire) – Figura 2 – o en el interior, en SIG subestaciones (Subestación aislada de gas) – Figura 3. TC VM Generalmente se instalan en interiores, en Cuadros de MT – Figura 4.
Figura 2 – Transformador de corriente en una subestación AIS
Figura 3 – Transformador de corriente en una subestación GIS
Figura 4 – Transformador de corriente en aparamenta de MT
Connecticut El circuito secundario debe estar conectado a tierra y conectado a tierra en un solo punto. Si la secundaria de Connecticut es izquierda descargado a riesgo de explosión existe.
Se deben tomar precauciones especiales al conectar Connecticut primario (Los puntos de conexión generalmente se identifican por P1 y P2), y secundarioy (los puntos de conexión suelen identificarse mediante T1 y T2) con el fin de asegurar el correcto flujo de corriente eléctrica y el buen funcionamiento de los dispositivos, lo que se explica en la Figura 5.
Figura 5 – Conexión de un CT
Con esta conexión las direcciones de las corrientes primaria y secundaria son:
- P1 mi P2
- T1 mi T2 (Externamente)
Al probar un Connecticut usando un prueba de omicrones equipo es posible verificar si el Connecticut está correctamente conectado:
- Si la conexión es correcta, el equipo de prueba mostrará un ángulo de 0°.
- Si la conexión no es correcta, el equipo de prueba mostrará un ángulo de 180°.
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Construcción y tipos de transformadores de corriente HV
Dos tipos de Connecticut se fabrican:
- «En línea» (directo) TC (Figura 6) – tipo primario de barra y herida tipo primario.
- “Tipo de timbre” (rosquilla) TC (Figura 7)
TC “tipo anillo” Está construido con un toroide de hierro, que forma el núcleo del transformador, y está enrollado con espiras secundarias. El rosquilla encaja sobre el conductor primario, lo que constituye una vuelta primaria.
Figura 6 – TC en línea
Figura 7 – CT tipo anillo
Tipo de anillo CT Se utilizan comúnmente en cables, barras colectoras y bushings de transformadores.
Generalmente TC de alto voltaje usar petróleo o gas (SF6) como medio aislante y TC VM usar resinas sintéticas.
Connecticut puede tener uno o más núcleos; Las aplicaciones típicas de estos núcleos son:
- Núcleo 1 – medición; medición de energía; grabación.
- Núcleos 2 y 3 – proteccion.
El uso de más de un núcleo para protección Se justifica cuando la instalación tiene dos juegos de protecciones – principal y respaldo.
Característica y especificación de transformadores de corriente.
Principales características eléctricas de Connecticut son:
- Tensión nominal (voltaje máximo el Connecticut poder resistir a)
- Corriente primaria nominal
- Relación
- Clase de precisión
- poder de carga
- Factor de calificación (RF)
- Curva de magnetización
De acuerdo a CEI[2] Norma 61869-2, Cláusula 5.201corrientes primarias nominales de Connecticut son: 10 – 12,5 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 – 75 A y sus múltiplos o fracciones decimales.
La proporción de un Connecticut es el relación entre los valores de la primaria y la secundaria corrientes; los valores secundarios habituales son 1 un y 5A.
Alguno Connecticut tiene bobinas primarias especiales que permiten un doble proporcióncuando un Se prevé un aumento de la instalación. (ejemplo: 200-400/1A) – ver Figura 8.
Figura 8 – Conexión esquemática de los devanados primarios del TC con doble relación
El clase de precisión de un Connecticut es el error porcentual permitidoy está asociado a poder de cargael poder aparenteExpresado en Virginiaque se toma del núcleo secundario (carga secundaria), y cuya precisión está asegurada.
De acuerdo a lo anteriormente referido Estándar IEC, Connecticut más común precisiones y cargas son:
- Medición de energía: 2 o 0,5/2,5
- Medida: 5/10VA
- Proteccion: PX, 5P10, 10P10, 5 P20 o 10P20/ 15 VA o 30 VA; las primeras cifras (“5» y «10”) están asociados a margen de error máximo y las segundas figuras (“10» y «20”) están asociados a factor límite de precisión (ALFA) que representa la capacidad de los núcleos de reproducir corrientes de cortocircuito sin saturarse[3]. “PAG» representa proteccion.
Clase px es el más preciso y se utiliza habitualmente para principales protecciones. Esta clase de precisión fue mantenida por CEI en 1966 en el Enmienda nº. 1 a anterior Estándar 60044 para incluir el clase de precisión “X”, definido en el retirado Norma BS 3938:1973.
Este transformador es una reactancia de fuga baja para la cual el conocimiento de las características de excitación secundaria del transformador, la resistencia del devanado secundario, la resistencia de carga secundaria y la relación de espiras es suficiente para evaluar su desempeño en relación con el sistema de relé de protección con el que se va a utilizar.
La especificación de un TC de precisión PX es:
- Corriente primaria nominal
- Relación (error máximo: 25%)
- voltaje del punto de rodilla
- Corriente magnetizante (excitación) (a un voltaje especificado)
- Resistencia secundaria (en 75°C)
Las precisiones y potencias de carga comunes, así como los límites de error, según la norma IEC 61869 se indican en la Tabla 1.
Tabla 1 – Precisiones comunes y poderes de carga de CT y límites de error
RFque es una característica de Núcleos de medición y medición de energía.representa el Cantidad en la que se puede aumentar la corriente de carga primaria sobre su clasificación de placa sin exceder el aumento de temperatura permitido.es decir, el capacidad de sobrecarga del transformador. valor común para RF es 1.5.
Por el contrario, el Corriente primaria mínima que un TC puede medir con precisión es «carga ligera,» o 10% de la corriente nominal
factor de calificación de un Connecticut depende en gran medida de temperatura ambiente. Mayoría Connecticut tener factores de calificación para 35ºC y 55ºC. valor común para RF es 1.5.
También es importante considerar en un Connecticut es el curva de magnetización que es similar al que se muestra en la Figura 9.
Figura 9 – Curva de magnetización de un CT
Para esto Connecticut operar satisfactoriamente en corrientes de falla máximasdebe operar en el parte lineal de la curva de magnetizaciónes decir, por debajo del punto en el que se produce la saturaciónque se conoce como el punto de rodilla.
El punto de rodilla Se define como Punto en el que un aumento del 10% en el voltaje produce un aumento del 50% en la corriente magnetizante..
El voltaje del punto de inflexión es menos aplicable para la medición transformadores de corriente ya que su precisión es generalmente mucho más estricta pero está limitada dentro de un ancho de banda muy pequeño de la clasificación del transformador de corriente, generalmente 1,2 a 1,5 veces la corriente nominal. Sin embargo, el concepto de voltaje del punto de rodilla es muy pertinente para transformadores de corriente de protecciónya que están necesariamente expuestos a corrientes de 20 o 30 veces la corriente nominal durante fallasy es más crítico con respecto a la protección diferencial que se discutirá más adelante.
El punto en la curva de magnetización en el que el Connecticut opera depende de la resistencia del circuito secundario del TC.
Bueno saber:
[1] Ser Un la tensión nominal de la red: alto voltaje – Un ≥ 60 kV; VM – 1 kV <Un ≤ 49,5 kV.
[2] CEI: Comisión Electrotécnica Internacional.
[3] A material magnético se ha dicho saturado cuando el aumento del campo magnético externo aplicado no aumenta el magnetización del material.
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