Cargabilidad Transformadores de Medición

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Documento De Fecha: Comentarios ISA-REP PE-AM10-DISE-D112 Feb. 2012

COPIA CONTROLADA N°_____

DISTRIBUCIÓN Distribución electrónica para todo el personal de la división a través de la Intranet SIEMENS PTD-H: Javier Lecca, Dante Vásquez, Félix López, Marco Camacho

ISA -REP: Alex Vizcarra, Warner Aiquipa, Luis Moreno

DISTRIBUCIÓN NOMBRE/SIGLA FIRMA FECHA NOMBRE/SIGLA FIRMA FECHA

1. ISA - REP 2. SIEMENS ETHS

ENERGY Fecha emisión: s ET HS ABRIL - 2012

Elaboró SIEMENS Código Documento:

Revisó SIEMENS

Aprobó SIEMENS

Memoria de cargabilidad de transformador de corriente PE-AM10-DISE-D112

Formato base: F4206001.001

DO

CU

ME

NTO

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NO

EX

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O P

AR

A E

L P

RO

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Pr o

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del

Dep

arta

me n

to.

MEMORIA DE CARGABILIDAD DE TRANSFORMADOR DE CORRIENTE

VERSION 1

Proyecto:

“DISEÑO, SUMINISTRO, CONSTRUCCIÓN, MONTAJE, INTEGRACIÓN A LA SUBESTACIÓN EXISTENTE, PRUEBAS Y

PUESTA EN SERVICIO DE LA IMPLEMENTACIÓN DEL REACTOR SERIE Y CELDAS DE CONEXIÓN ENTRE LAS

BARRAS DE 220 kV DE LAS SUBESTACIONES CHILCA 500/220 kV Y CHILCA REP, Y DE LA RESISTENCIA DE NEUTRO DEL

AUTOTRANSFORMADOR EN LA SUBESTACIÓN CHILCA 500/220 KV, ADEMÁS DE LA INSTALACIÓN DE EQUIPOS DE

PATIO DE 220 kV - GRUPO I - AMPLIACIÓN 10”

Cliente: ISA - REP

CONTRATO: PE-AM10-GT-126-2011

1. OBJETO 22. ALCANCE 23. DEFINICIONES 24. CONTENIDO 25. CÁLCULO DE LA CARGABILIDAD 46. REFERENCIAS 5

SUBESTACIÓN CHILCA 500/220 kV - CHILCA REP

MEMORIA DE CARGABILIDAD DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

(4)G691074-C1001-U112Número de documento:PE-AM10-DISE-D112

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Kalf = Kssc

Koalf = K'ssc

4. CONTENIDO

- Corriente Límite de Precisión Nominal: Corriente mínima del primario para la cual el error compuesto del transformador de medición (causado por la saturación del núcleo) bajo carga nominal es igual o mayor a 10% para transformadores clase 10P, e igual o mayor a 5% para transformadores clase 5P.

cuenta que la carga realmente conectada (Ptotal) es diferente de la carga nominal (Pn). (K'ssc)- Factor Límite de Precisión Operativo (Koalf): Factor límite de precisión calculado tomando en

3. DEFINICIONES

2. ALCANCE

corriente en 220 kV de la S.E. CHILCA 500/220 kV - CHILCA REP.

Establecer la carga total sobre los núcleos de los transformadores de tensión y de corriente en220 kV de la subestación y comprobar que se ajuste a los estándares nacionales e internacionales.

1. OBJETO

- Carga (Burden) Nominal (P n ): Es la carga máxima del circuito secundario de un TI o un TT, en

corriente secundaria nominal.

medidores, transformadores de acople, equipos de protección, etc). No se considera la carga interna.

Según la norma IEC, referencia [2], sección 11.2, para garantizar la precisión de los transformadores de corriente de clases 0,1 - 0,2 - 0,5 - 1 - 0,2 S y 0,5 S, la carga total de los circuitos secundarios destinados a medición deberá estar comprendida entre el 25% y el 100% de la carga nominal. Para transformadores de corriente de clases 0,1 - 0,2 - 0,2 S y que tienen una carga nominal menor o igual a 15 VA, la carga total de los circuitos secundarios destinados a medición puede estar comprendida entre 1 VA y el 100% de la carga nominal.

Para transformadores de corriente de varias relaciones con taps en en el devanado secundario, los requerimientos de precisión se refieren a la relación de transformación nominal (relación entre la corriente nominal del primario y la corriente nominal del secundario) más grande (caso de mayor Pi), a menos que se especifique lo contrario.

(4)G691074-C1001-U112Número de documento:

Esta memoria tiene como fin validar las características técnicas de los transformadores de

- TI: Transformador de corriente.

cálculo de la cargabilidad de los TI y los TT de la subestación Chilca 500/220 kV - Chilca Rep,En este documento se describen en forma detallada las consideraciones, criterios y procesos de

- Factor Límite de Precisión (K alf ): Relación entre la corriente límite de precisión nominal y la corriente nominal del primario. (Kssc)

En la referencia [1], sección 2, pagina 2/53, se define este factor como:

en Ohms a un factor de potencia determinado, o en VA a un factor de potencia determinado y con la

- TT: Transformador de tensión.

- Carga (Burden) Interna (P i ): Es la carga propia del circuito secundario del transformador.

Según la norma IEC, referencia [4], sección 9.8.2, 9.8.3,14.4 y 15.4, para garantizar la precisión de los transformadores de tensión capacitivos, la carga total de los circuitos secundarios destinados a medición y proteccion deberá estar comprendida entre el 25% y el 100% de la carga nominal, para cargas nominales mayores o iguales a 10 VA, con un factor de potencia de 0.8; y entre 0% y el 100% de la carga nominal, para cargas nominales menores a 10 VA, con un factor de potencia de 1.

Es la suma de la potencia de los elementos que están conectados al secundario (ejemplo: cables,

PE-AM10-DISE-D112

- Carga Total Efectiva del Núcleo (P total ): Carga externa conectada al secundario del transformador.

ito ta l

inalfoalf PP

PPKK

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es decir, cables calibres 12 AWG para los TI y 14 AWG para los TT.

100 >=Koalf >= 0,5 · Icc1 / Ipn

Ipn: Corriente nominal del primario del TI, kAIcc1: Nivel de cortocircuito maximo, kA.

Koalf >= 3 · Icc3 / Ipn

Ipn: Corriente nominal del primario del TI, kAIcc3: Nivel de cortocircuito trifásico fuera del área protegida, kA. En este caso, el nivel de cortocircuito Icc3 se toma igual al del lado de media tensión, porque en esta subestación una falla en el lado de alta tensión no implica circulación de corriente defalla a través del transformador de potencia.

- Para verificar que los relés de protección diferencial del Reactor serie SIEMENS

se compara el factor limite de precisión operativo con los requisitos del relé que se indica en la

PE-AM10-DISE-D112

- Se cuantifican las cargas conectadas al núcleo con su potencia de consumo en VA, incluyendo protecciones y cable (dada por su sección, resistividad y longitud).

referencia [1], sección 2, pagina 2/53:

TI Núcleo de Protección:

La potencia activa que se pierde en los conductores está dada por (referencia [1]):

sección.

A continuación se indica el procedimiento a seguir en el cálculo de cargabilidad de cada tipo de núcleo:

TI Núcleo de Medida:

equipos de medida y cable (dada por su sección, resistividad y longitud).

- Se halla la carga total efectiva sobre el núcleo (Ptotal) y se compara con la carga nominal (Pn) para

- Para verificar que los relés de protección diferenciales de barras SIEMENS soportan el nivel

soportan el nivel de saturación de los TI ante corrientes de cortocircuito dinamicas asimetricas,

sección 2, pagina 2/53:

de saturación de los TI ante corrientes de cortocircuito dinámicas asimétricas, se compara el factor

La sección mínima de cables a utilizar es de 4 mm² para corrrientes y de 2.5 mm² para tensiones;

- Se halla el factor límite de precisión operativo (Koalf).

cable: Resistividad del cobre, ·mm2/m.acable: Área transversal del conductor, mm2.Ins: Corriente nominal del secundario del transformador de corriente, A.

Lcable: Longitud del conductor, m.

verificar si Ptotal está dentro del rango de precisión (% de Pn) que se ha indicado al inicio de esta

- Se cuantifican las cargas conectadas al núcleo con su potencia de consumo en VA, incluyendo

- Se halla la carga total efectiva sobre el núcleo (Ptotal).

límite de precisión operativo con los requisitos del relé que se indican en la referencia [1],

(4)G691074-C1001-U112Número de documento:

2ns

cable

cablecablecable I

aL2P

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Koalf >= Ihs / Ipn >= 26

Ipn: Corriente nominal del primario del TI, kAIhs: Máxima corriente de ajuste (I>>), kA.

CARACTERÍSTICAS FINALES DE LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

Transformador de corriente

Ipn (A) P1-P2 1250-2500/1-1-1-1 A

Kn (A) 1250/1 2500/1VA 5 5

Clase 0.2 0.2Fs/Alf 10 10

- Se cuantifican las cargas conectadas al núcleo con su potencia de consumo en VA, incluyendo

Número de documento:

TT Núcleo de Medida:

- En el anexo Nº 1, se presenta el dimensionamiento de cada nucleo según la protección.5. CÁLCULO DE LA CARGABILIDAD

- Para verificar que los relés de protección de sobrecorriente SIEMENS soportan el nivel de

límite de precisión operativo con los requisitos del relé que se indican en la referencia [1]:

- Se halla la carga total efectiva sobre el núcleo (Ptotal) y se compara con la carga nominal (Pn) para

(4)G691074-C1001-U112

2S1-2S23S1-3S21S1-1S2 1S1-1S3

2S1-2S3

PE-AM10-DISE-D112

equipos de medida y cable (dada por su sección, resistividad y longitud).

- Se halla la carga total efectiva sobre el núcleo (Ptotal) y se compara con la carga nominal (Pn) para verificar si Ptotal está dentro del rango de precisión (% de Pn) que se ha indicado al inicio de esta

verificar si Ptotal está dentro del rango de precisión (% de Pn) que se ha indicado al inicio de esta

sección 2, pagina 2/53:

saturación de los TI ante corrientes de cortocircuito dinámicas asimétricas, se compara el factor

TT Núcleo de Protección:

- Se cuantifican las cargas conectadas al núcleo con su potencia de consumo en VA, incluyendo protecciones y cable (dada por su sección, resistividad y longitud).

sección.

10 105P

sección.

4S1-4S23S1-3S3

515P

Nucleo4S1-4S3

26

1250/1 2500/1

Página 4 de 6

6. REFERENCIAS

[1] SIPROTEC - Numerical protection Relays. Protection systems. Catalog SIP 2008. Siemens.[2] Estándar IEC 60044-1. Instrument transformers - Part 1: Current transformers. 2003.[3] Estándar IEC 60044-2. Instrument transformers - Part 2: Inductive voltage transformers. 2003.[4] Estándar IEC 60044-5. Instrument transformers - Part 5: Capacitor voltage transformers. 2004.[5] Estándar IEC 60044-6. Instrument transformers - Part 6: Requirements for protective current

transformers for transient performance. 1992.

PE-AM10-DISE-D112(4)G691074-C1001-U112Número de documento:

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Anexo Nº 1 - N1 (Núcleo de medición) - N2 (CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7UT613) - N3 (CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7SS52), 1250/1 A, 5P51 - N3 (CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7SS52), 2500/1 A, 5P26 - N4 (CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7SJ61)

PE-AM10-DISE-D112Número de documento: (4)G691074-C1001-U112

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ISA REP-PDI Energy AMPLIACION 10

Energy/ /F. Roca 03/04/2012

Revision 0 1 REACTOR

© CTDim3.5 6MD66

Metering-Core Dimensioning for 6MD66

GENERAL PROJECT DATA: Customer: ISA REP-PDI Project: AMPLIACION 10 Station: CHILCA 500/220 kV - CHILCA REP Feeder: REACTOR Issued by: F. Roca Our reference: Date: 03/04/2012 Remark:

GENERAL SYSTEM AND SUBSTATION DATA:

Nominal voltage: 220 kV Nominal frequency: 60 Hz Power system time constant: (not considered) -- ms Rated short-circuit current of station: 63 kA Remark:

DATA OF MEASURING CT 1 (TC-1) ACCORDING TO IEC:

CT type: IEC Class 0.2 Transformation ratio: 2500 A/1 A Instrument security factor FS: 10 CT nominal burden Pn: 5 VA Internal resistance Rct: 9.593 (assumed) Remark:

METER DATA:

Manufacturer: SIEMENS Type: 6MD66 Nominal Current In: 1 A Rated short-time thermal current Imax: 200 A Meter burden Pmeter: 0.1 VA Remark: Nuclo N1

CT REQUIREMENTS:

In order to protect the connected measuring instrument in case of fault currents, the instrument security factor (FS) of the metering CT should be as small as possible.

For this reason the operating burden of the connected measuring instrument including the necessary connected cables should be as close as possible to the nominal burden of the measuring transformer. The connected instrument shall be able to withstand surge current at the operating instrument security factor (FS'), otherwise an extra burden should be included in the secondary circuit.

cttotal

ctn

PPPP

FSFS '

and




© CTDim3.5 6MD66

FS' II sn max (Requirement 1)

where

FS': Operating instrument security factor FS: Instrument security factor Pn: CT nominal burden Pct: CT internal burden Ptotal: Total effective connected burden Imax: Rated short-time thermal current Isn: Nominal secondary current of CT

Moreover, in order to assure the measuring accuracy, the total connected burden has to be between 25% and 100% of nominal burden.

ntotaln PPP 25.0 (Requirement 2)

where

Ptotal: Total effective connected burden Pn: Nominal burden

According to IEC 60044-1, Ed 1.2, February 2003 for metering cores having a rated burden between 1VA and 15VA an extended range of burden can be specified in agreement with the manufacturer. In certain cases this range might be extended individually.

CALCULATION OF TOTAL CT CONNECTED BURDENS:

The performance of the current transformer depends on the connected burdens at the secondary terminals. The total burden includes the meter burden and additional burdens: the burden of cables and, if used, the burden of a matching transformer.

CT SIDE 1 (TC-1): Burden Transformation ratio Meter burden: Pmeter = 0.1 VA --- --- Additional meter burdens: Padd = 0.05 VA --- --- Burden of matching transformer 1:

Pmat,1 = 0 VA trmat,1 = 1

Burden of matching transformer 2:


The cable burden is calculated by the single length, the cross section, the specific resistivity for copper and an effective factor for the wire length.

This factor kwire is 2 if the return wire is to be considered.

Cable burden:

Length: lwire = 150 m Cross section: Awire = 4 mm2 Spec. resisitivity (Cu): Cu = 0.02171 mm2/m at 75 °C Sec. wire current: Isn,wire = 1 A Eff. wire length in p.u.: kwire = 2




© CTDim3.5 6MD66

2,wiresn

wire

wireCuwirewire I

alk

P

= 1.628 VA

The total effective burden is given by the sum of all connected burdens:

Total burden: Ptotal= Pmeter + Padd + Pwire + Pmat,1 + Pmat,2 = 1.778 VA

CHECK OF CT REQUIREMENTS:

Operating instrument security factor FS':

The CT behaviour acc. to IEC will be described by the operating instrument security factor FS'. It depends on the instrument security factor FS, the nominal burden Pn, the internal CT burden Pct and the total effective connected burden Ptotal.

cttotal

ctn

PPPP

FSFS '

= 12.833

where

FS: Instrument security factor = 10 Pn: Nominal burden = 5 VA Pct: Internal CT burden = 9.593 VA Ptotal: Total effective connected burden = 1.778 VA

Total connected burdens:

The total connected burden has to be between 25% and 100% of nominal burden.

ntotaln PPP 25.0

where

Ptotal: Total effective connected burden = 1.778 VA Pn: Nominal burden = 5 VA

CT-DIMENSIONING CHECK: FS' II sn max

(Requirement 1)

maxI = 200 A

FS' I sn = 12.833 A

200 A 12.833 A Meets requirement

ntotaln PPP 25.0 (Requirement 2)

25.0 nP = 1.25 VA

Ptotal: = 1.778 VA

Pn: = 5 VA

1.25 VA 1.778 VA 5 VA Meets requirement

The metering core is correctly dimensioned!


Energy/ /F. Roca 17/02/2012 Revision 0 1 REACTOR © CTDim3.5 7UT613

CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7UT613



Nominal voltage: 220 kV Nominal frequency: 60 Hz Power system time constant: (not considered) -- ms Rated short-circuit current of station: 63 kA Remark:

DATA OF CT 1 (CT1) ACCORDING TO IEC-P:

CT type: IEC Class 5P Transformation ratio: 2500 A/1 A Nominal accuracy limiting factor Knalf : 26 CT nominal burden Pn: 10 VA Internal resistance Rct : 9.593 (assumed) Remark:

DATA OF CT 2 (CT Existente) ACCORDING TO IEC-P:

CT type: IEC Class 5P Transformation ratio: 2500 A/1 A Nominal accuracy limiting factor Knalf : 25 CT nominal burden Pn: 10 VA Internal resistance Rct : 9.593 (assumed) Remark:

RELAY DATA:

Manufacturer: SIEMENS Type: 7UT613 Nominal Current: 1 A Relay burden: 0.05 VA Remark:

CT REQUIREMENTS FOR 7UT613 :

(acc. to SIEMENS Catalog SIP 2008 Order No.: E50001-K4400-A101-A5-7600)

To ensure correct operation of the connected relay in case of external faults, the CTs must have a



minimum operational accuracy limiting factor.

pn

thrkoalf I

IK max,,3

Furthermore, the Adaption factor must be fulfilled to ensure the measurement accuracy:

8125.0sn

n

no

pnAdapt I

III

F

(Requirement 2)

where

Koalf: operating accuracy limiting factor Ik,max,thr: maximum symmetrical short-circuit current Ipn: CT primary nominal current Isn: CT secondary nominal current In: nominal current of the relay Ino: nominal current of the protected object

CALCULATION OF TOTAL CT CONNECTED BURDEN:

The performance of the current transformer depends on the connected burden at the secondary terminals. The total burden includes the relay burden and additional burdens, the burden of cables and, if used, the burden of connected matching transformer.

CT 1 (CT1):

Burden Transformation ratio Relay burden: Prelay = 0.05 VA --- --- Additional relay burdens: Padd = 0.2 VA --- --- Burden of matching transformer 1:




The cable burden is calculated by the single length, the cross section, the specific resistivity for copper and an effective factor for the wire length. This factor kwire is 2 if the return wire is to be considered.

Cable burden:


2,wiresn

wire

wireCuwirewire I

alk

P

= 1.6283 VA


Total burden: Ptotal= Prelay + Padd + Pwire + Pmat,1 + Pmat,2 = 1.8783 VA



CT 2 (CT Existente):

Burden Transformation ratio Relay burden: Prelay = 0.05 VA --- --- Additional relay burdens: Padd = 0 VA --- --- Burden of matching transformer 1:





Cable burden:


2,wiresn

wire

wireCuwirewire I

alk

P

= 1.6283 VA




Operating accuracy limiting factor Koalf :

The CT behaviour acc. to IEC-P will be described by the operating accuracy limiting factor Koalf. It depends on the nominal accuracy limiting factor Knalf, the nominal burden Pn, the internal CT burden Pct and the total effective connected burden Ptotal.

CT 1 (CT1):

cttotal

ctnalfnalfo PP

PPKK

= 44.408

pn

thrk

II max,,3

= 40.56

where

Knalf: nominal accuracy limiting factor = 26 Pn: nominal burden = 10 VA Pct: internal CT burden = 9.593 VA Ptotal: total effective connected burden = 1.8783 VA Ipn: CT primary nominal current = 2500 A Ik,max,thr: max. symmetrical short-circuit current = 33.8 kA


cttotal

ctnalfnalfo PP

PPKK

= 43.458



pn

thrk

II max,,3

= 40.56

where

Knalf: nominal accuracy limiting factor = 25 Pn: nominal burden = 10 VA Pct: internal CT burden = 9.593 VA Ptotal: total effective connected burden = 1.6783 VA Ipn: CT primary nominal current = 2500 A Ik,max,thr: max. symmetrical short-circuit current = 33.8 kA

Adaption Factor FAdapt :

To ensure the measurement accuracy the adaption factor must be fulfilled:

CT 1 (CT1):

sn

n

no

pnAdap I

III

F

= 1.471

where

FAdap: Adaption factor Ipn: CT primary nominal current = 2500 A Isn: CT secondary nominal current = 1 A In: nominal current of the relay = 1 A Ino: nominal current of the protected object = 1.7 kA


sn

n

no

pnAdap I

III

F

= 1.471

where

FAdap: Adaption factor Ipn: CT primary nominal current = 2500 A Isn: CT secondary nominal current = 1 A In: nominal current of the relay = 1 A Ino: nominal current of the protected object = 1.7 kA

CT DIMENSIONING CHECK:

CT 1 (CT1):

oalfK

= 44.408 Requirement 1

oalfK

40.56 meets requirement

AdapF




125.0 1.471 8 meets requirement

The current transformer 1 is correctly dimensioned!


oalfK


oalfK

40.56 meets requirement

AdapF


125.0 1.471 8 meets requirement

The current transformer 2 is correctly dimensioned!

The current transformers are correctly dimensioned!


Energy/ /F. Roca 03/04/2012 Revision 0 1 REACTOR © CTDim3.5 7SS52

CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7SS52



Nominal voltage: 220 kV Nominal frequency: 60 Hz Power system time constant: (not considered) -- ms Rated short-circuit current of station: 63 kA Max. short-circuit current for CT dimensioning: 63 kA Remark:

DATA OF CT 1 (CT1) ACCORDING TO IEC:

CT type: IEC class 5P Transformation ratio: 1250 A/1 A nominal accuracy limiting factor Knalf : 51 CT nominal burden Pn: 10 VA Internal resistance Rct: 9.593 (assumed) Remark:

RELAY DATA:

Manufacturer: SIEMENS Type: 7SS52 Nominal Current: 1 A Relay burden: 0.1 VA Remark:

CT REQUIREMENTS FOR 7SS52 :


To ensure correct operation of the connected relay in case of faults, the CT must be able to transform the short-circuit current correctly:

pnIthrmaxkI

oalfK ,,5.0

(Requirement 1)

Very high short-circuit currents should be limited in order to avoid damages in the connected relay:



100max,, if 100pnI

thrkI

oalfK

(Requirement 2)

The stabilizing factor should be higher than a given minimum value:

5.0k (Requirement 3)

If the stabilizing factor is lower, a transient simulation has to be done.

where: Koalf: operating accuracy limiting factor Ik,max,thr: maximum symmetrical short-circuit current for external faults Ipn: CT primary nominal current Tp: Power system time constant Kn: rated transformation ratio Ipn / Isn



CT 1 (CT1): Burden Transformation ratio Relay burden: Prelay = 0.1 VA --- --- Additional relay burdens: Padd = 0 VA --- --- Burden of matching transformer 1:





Cable burden:


2,wiresn

wire

wireCuwirewire I

alk

P

= 1.6283 VA








CT SIDE 1 (CT1):

cttotal

ctnalfnalfo PP

PPKK

= 88.262

where

Knalf: nominal accuracy limiting factor = 51 Pn: nominal burden = 10 VA Pct: internal CT burden = 9.593 VA Ptotal: total effective connected burden = 1.7283 VA

CT-DIMENSIONING CHECK:

For the protection relay 7SS52 the requirements for external faults have to be fulfilled.

CT SIDE 1:

oalfK

= 88.262

pn

thrmaxkoalf I

IK ,,5.0

= 25.2

(Requirement 1)

Meets requirement

100max,, if 100pnI

thrkI

oalfK

(Requirement 2)

pnIthrkI max,,

= 50.4

There is no need to check requirement 2

Check requirement 3 for the protection device:

5.0k

k

= 0.5

(Requirement 3) Meets requirement




CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7SS52




DATA OF CT 1 (CT1) ACCORDING TO IEC:

CT type: IEC class 5P Transformation ratio: 2500 A/1 A nominal accuracy limiting factor Knalf : 26 CT nominal burden Pn: 10 VA Internal resistance Rct: 9.593 (assumed) Remark:

RELAY DATA:

Manufacturer: SIEMENS Type: 7SS52 Nominal Current: 1 A Relay burden: 0.1 VA Remark:

CT REQUIREMENTS FOR 7SS52 :


To ensure correct operation of the connected relay in case of faults, the CT must be able to transform the short-circuit current correctly:

pnIthrmaxkI

oalfK ,,5.0

(Requirement 1)

Very high short-circuit currents should be limited in order to avoid damages in the connected relay:



100max,, if 100pnI

thrkI

oalfK

(Requirement 2)

The stabilizing factor should be higher than a given minimum value:

5.0k (Requirement 3)

If the stabilizing factor is lower, a transient simulation has to be done.

where: Koalf: operating accuracy limiting factor Ik,max,thr: maximum symmetrical short-circuit current for external faults Ipn: CT primary nominal current Tp: Power system time constant Kn: rated transformation ratio Ipn / Isn



CT 1 (CT1): Burden Transformation ratio Relay burden: Prelay = 0.1 VA --- --- Additional relay burdens: Padd = 0 VA --- --- Burden of matching transformer 1:





Cable burden:


2,wiresn

wire

wireCuwirewire I

alk

P

= 1.6283 VA








CT SIDE 1 (CT1):

cttotal

ctnalfnalfo PP

PPKK

= 44.996

where



For the protection relay 7SS52 the requirements for external faults have to be fulfilled.

CT SIDE 1:

oalfK

= 44.996

pn

thrmaxkoalf I

IK ,,5.0

= 12.6

(Requirement 1)

Meets requirement

100max,, if 100pnI

thrkI

oalfK

(Requirement 2)

pnIthrkI max,,

= 25.2

There is no need to check requirement 2

Check requirement 3 for the protection device:

5.0k

k

= 0.5

(Requirement 3) Meets requirement



Energy/ /F. Roca 17/02/2012 Revision 0 1 REACTOR © CTDim3.5 7SJ61

CT-Core Dimensioning for Protection Relay 7SJ61




DATA OF CT 1 (CT1) ACCORDING TO IEC-P:

CT type: IEC Class 5P Transformation ratio: 2500 A/1 A Nominal accuracy limiting factor Knalf : 26 CT nominal burden Pn: 10 VA Internal resistance Rct : 9.593 Remark:

RELAY DATA:

Manufacturer: SIEMENS Type: 7SJ61 Nominal Current: 1 A Relay burden: 0.05 VA Remark:

CT REQUIREMENTS FOR 7SJ61 :


To ensure correct operation of the connected relay in case of close-up faults, the CT must be able to transform the set I>> (high set) symmetrical short-circuit current of 26 times Ipn without saturation.

Koalf I>> (high set), at least 20 (Requirement)

where:

Koalf: operating accuracy limiting factor I>>: set or settable maximum trip current





CT 1 (CT1):

Burden Transformation ratio Relay burden: Prelay = 0.05 VA --- --- Additional relay burdens: Padd = 0 VA --- --- Burden of matching transformer 1:





Cable burden:


2,wiresn

wire

wireCuwirewire I

alk

P

= 1.6283 VA






CT SIDE 1 (CT1):

cttotal

ctnalfnalfo PP

PPKK

= 45.196

where



For the protection relay 7SJ61 the requirements for close-up faults have to be fulfilled.



Check of requirement 1:

Koalf I>>(high set), at least 20 (Requirement) Koalf = 45.196 I>> (high set) = 26 Meets requirement

The current transformer is correctly dimensioned!

Cargabilidad Transformadores de Medición

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