instrumentacion, tranformadores

Transformadores de medida y proteccin

INSTRUMENTACION ELECTRICA Y ELECTRONICA

INTRODUCCIN

El trmino transformadores de medida se refiere a los transformadores decorriente y de potencial como dispositivos que permiten la medicin y lafuncin de proteccin correctamente, sin tener que manejar corrientes otensiones nominales muy altas del circuito al que estn conectados.

En lo que respecta a los transformadores de corriente (TC) su forma mssimple incluye un devanado primario, por lo general unas pocas vueltas, y unsecundario, con una corriente de salida en la mayora de los casos igual a 5 A.Por lo tanto, los instrumentos de medida y proteccin estn dimensionadosen tamaos pequeos.

El TC transforma, a travs del fenmeno de la conversin electromagntica,altas corrientes, que circulan en el devanado primario, en pequeascorrientes secundarias, de acuerdo con una relacin de vueltas.

La corriente primaria a medir que fluye en el devanado primario crea un flujomagntico alterno que induce fuerzas electromotrices Ep y Es, en losdevanados primario y secundario respectivamente.

Por lo tanto, si por los terminales primarios de un TC, cuya relacin detransformacin nominal es 20, circula una corriente de 100 A, se obtiene unacorriente secundaria de 5A, es decir: 100/20 = 5A.

Instrumentacin Industrial

La corriente primaria a medir que fluye en el devanado primario crea un flujomagntico alterno que induce fuerzas electromotrices Ep y Es, en losdevanados primario y secundario respectivamente.

Por lo tanto, si por los terminales primarios de un TC, cuya relacin detransformacin nominal es 20, circula una corriente de 100 A, se obtiene unacorriente secundaria de 5A, es decir: 100/20 = 5A.

Las relaciones tpicas de un transformador de corriente podran ser 600/5,800/5, 1000/5. Los valores nominales de corriente secundaria de TC son de 5A y 1 A.

El secundario de los TC se conecta en serie con la carga, y la carga de estetransformador esta constituida solamente por la impedancia del circuito quese conecta a l, normalmente instrumentos de medicin de proteccin o decontrol.


Tipos de construccin:Los tipos de transformadores de corriente segn su

construccin son:

a. Tipo primario devanado: Consta de dos devanadosprimarios y secundarios totalmente aislados ymontados permanentemente sobre el circuitomagntico.

b. Tipo barra: Es similar al tipo primario devanado,excepto en que el primario es un solo conductorrecto de tipo barra.

c. Tipo toroidal (ventana): Tiene un devanadosecundario totalmente aislado y montadopermanentemente sobre el circuito magntico yuna ventana a travs de la cual puede hacersepasar un conductor que proporciona el devanadoprimario.



construccin son:

d. Tipo bornes o buje: Es un tipo proyectado paracolocarse en los bornes aislados de los aparatos,actuando el conductor del borne como devanadoprimario.

e. Tipo de ncleo partido

Sus caractersticas son similares al tipo de ventana,pero el ncleo se puede separar para permitirenganchar el conductor que funciona comodevanado cebador como se muestra acontinuacin.

f. Tipo con varios devanados primarios

Es aquel que consta de varios devanados primariosmontados por separado y un slo devanadosecundario como se ilustra a continuacin.



construccin son:

g. TC con varios ncleos secundarios

Es uno que consta de dos o ms devanadosmontados aisladamente, y cada uno tiene suncleo individual formando junto con el devanadoprimario, un nico conjunto, tal como se muestra acontinuacin. Este tipo de transformador decorriente, la seccin del conductor primario debeser dimensionada teniendo en cuenta las mayoresrelaciones de transformacin de los ncleosconsiderados.

h. TC con devanados secundarios diferentes

Es uno que consta de un solo ncleo en el que seencuentran los devanados primario y secundariosque se pueden conectar en serie o en paralelocomo se ilustra a continuacin.


Tipos de construccin:Los tipos de transformadores de corriente segn suconstruccin son:

i. TC Tipo derivacin en el secundario

Es uno que consta de un solo ncleo rodeado porlos devanados primario y secundario, estando esteltimo provisto de una o ms derivaciones. Sinembargo, el cebador puede estar compuesto poruno o ms devanados, como se muestra en lafigura. Como los amperio-vueltas varan segn larelacin de transformacin considerada, slo sepuede asegurar la precisin clase del equipo para laderivacin que tenga el mayor nmero de vueltas.

Los transformadores de corriente se clasifican deacuerdo con el aislamiento principal usado, como tiposeco, rellenos de compuestos, moldeados o en bao delquido.


Tipos de construccin:Los transformadores de corriente de bajo voltaje normalmente tienen unncleo hecho de hierro-silicio de grano orientado y est, junto con losdevanados primarios y secundarios encapsulados en resina epoxi, sometida apolimerizacin, lo que le da endurecimiento permanentemente de para formarun equipo completamente compacto y dando las caractersticas elctricas ymecnicas de alto rendimiento, es decir:1. Incombustibilidad del aislamiento;

2. Alta capacidad de sobrecarga, dada la excepcional capacidad de conductividadtrmica la resina de epoxy;

3. Alta resistencia dinmica a las corrientes de cortocircuito;

4. Alta resistencia dielctrica.

Los transformadores de corriente de media tensin,similarmente a los de baja tensin, se construyengeneralmente en resina epoxy, cuando se destinan ainstalaciones protegidas, como se ilustra en lassiguientes figuras.

Tipos de construccin:

Tipos de construccin:Tambin se encuentranlos transformadores decorriente para uso enexteriores, construidos entanque de metal lleno deaceite mineral y equipadocon casquillos deporcelana vidriada a laentrada y salida de lacorriente primaria.

Los transformadores decorriente fabricados enepoxi normalmente sedesechan despus de undefecto interno. No esposible recuperarlos.

Tipos de construccin:Los transformadores decorriente de alta tensinestn dotados de bujes deporcelana, comunes a losterminales de entrada dela corriente principal.

Los transformadores decorriente para sistemasmayores o iguales a 69 kVtienen su primarioenvuelto en un blindajeelectrosttico, cuyopropsito es estandarizarel campo elctrico.

Tipos de construccin:Transformador de corriente CTA 145serie Balteau de Alsthom

1. Diafragma.

2. Domo metlico.

3. Indicador de nivel de aceite.

4. Bornes terminales primarios.

5. Arrollamiento primario.

6. Arrollamiento secundario.

7. Aislamiento de papel aceite.

8. Aceite aislante.

9. Bushing interno.

10. Soportes aislantes.

11. Aislador de porcelana.

12. Conexiones secundarias.

13. Grampas sujecin aislador.

14. Caja de terminales secundarios.

15. Base metlica de fijacin.

Tipos de construccin:Transformadores combinados de corriente y detensin.

1. Diafragma.

2. Cubierta.

3. Nivel de aceite.

4. Bornes primarios.

5. Bobinado primario transformador de corriente.

6. Bobinado secundario transformador de corriente.

7. Aislacin de papel aceite.

8. Aceite aislante.

9. Aislador de porcelana.

10. Bobinado secundario transformador de tensin.

11. Bobinado primario transformador de tensin.

12. Grampas de fijacin del aislador.

13. Caja de terminales secundarios.

14. Base metlica.

Circuito equivalente:El circuito equivalente de un transformador de corriente es el siguiente:

Donde: Y0: admitancia de excitacin.

Z2: Impedancia de carga.

Zeq: Impedancia equivalente referida al secundario.

La induccin normal mxima en el Fe es muy baja, para trabajar linealmente yproducir perdidas magnticas despreciables (la corriente de excitacin "I0" esmuy pequea).

Circuito equivalente:

La impedancia equivalente referida al secundario coincide prcticamente, con la impedancia de dispersin del secundario dado que el primario suele ser solo una barra.

1/a * I1 = I0 + IL

donde

I0 = U0 (Zeq2 + ZL) IL

Luego

1/a * I1 = U0 (Zeq2 + ZL) IL+ IL

1/a * I1 = [U0 (Zeq2 + ZL) +1] * IL

Por lo tanto

IL/ I1 = 1/ [U0(Zeq2 + ZL) +1] * 1/a

Obsrvese que la razn de transformacin IL/I1 difiere de 1/a en el coeficiente

1 / [U0(Zeq2+ ZL) +1].

Como este coeficiente es un nmero complejo significa que hay un error de ngulo y, tambin, un error de fase.

Clasificacin de los errores:

Los errores en un transformador de corriente varan con la tensin con la cargaconectada en bornes de los terminales secundarios y con el valor de lacorriente secundaria.

A continuacin se enuncian dos tipos de normas que especifican la precisinde los transformadores de corriente:

a. Norma ASA Americana.

b. Norma VDE Alemana.

a. Norma ASA Americana:

Esta norma hace una diferencia en la clase de precisin de los transformadoresde corriente para el servicio de medicin y proteccin.

a.1) Clase de precisin para el servicio de medicin: Estn definidas por loslimites de error, en porcentaje de los factores de correccin del transformadorpara una corriente nominal secundaria del 100%. Los limites en porcentaje sedoblan al 10% de corriente nominal, los limites de corriente del 100% seaplican tambin a la corriente secundaria correspondiente al valor de corrientetrmica continua mxima del transformador de corriente


Las clases y limites de precisin definidas en las normas ASA pueden verse en la siguiente tabla.

Tabla 1. Limites del factor de correccin del transformador de corriente para el servicio de medicin.

Clase de

precisin

Lmites del factor de correccin del transformador Lmites del factor de potencia (inductivo) de la

lnea que se mide100% Inominal 10% de la Inominal

Mnimo Mximo Mnimo Mximo

1.2 0.988 1.012 0.976 1.024 0.6 - 1.0

0.6 0.994 1.006 0.988 1.012 0.6 - 1.0

0.3 0.997 1.003 0.994 1.006 0.6 - 1.0


Tabla 2. Cargas (BURDEN) normalizadas para el transformador de corriente, con el secundario de 5 A.


Nota: Los valores de resistencia y de la inductancia, indicadas corresponden atransformadores de corriente con el secundario de 5 A. Para otros valoresnominales pueden deducirse las cargas correspondientes de la tabla 2. Laresistencia y la inductancia varan inversamente con el cuadrado de lavariacin de corriente nominal. Por ejemplo para un transformador con elsecundario de 1 A la carga tendra 25 veces la resistencia e inductanciamostrada en la tabla 2.

Por lo tanto para especificar completamente un transformador de corrientepara el servicio de medicin debe comprender las categoras de precisin detabla 1, seguidas por la designacin de la carga indicada en tabla 2.

Por ejemplo, "0.3B-0.2" describe un transformador de categora de precisin0.3 cuando este tiene una carga B-0.2 en los terminales secundarios.


a.2) Clase de precisin normalizada para protecciones: Las normas ASA hanestablecido las clasificaciones de precisin de los transformadores de corrientepara el servicio de protecciones, que consta de 3 factores: el lmite de error derelacin porcentual, la clase de funcionamiento del transformador y el valornominal de la tensin en los bornes del secundario.

- Limite de error porcentual: Los porcentajes mximos de error en la relacinde transformacin son de 2.5 y 10%. Esta es la clase de precisin normalizada.

- Valor nominal de tensin en bornes del secundario: Los valores establecidosde tensin en el secundario son: 10, 20, 50, 100, 400, y 800, correspondiente acargas normalizadas USA de 100 A.


- Clase de funcionamiento: Se designa con la letra L o H.- L (baja impedancia): Indica un transformador de corriente que es capaz defuncionar con cualquier tipo de carga conectada hasta, incluso, una carga queproduzca la clase de precisin de la tensin de bornes del secundario a 20veces la corriente nominal secundaria, para una gama de corrientes que vandesde la nominal hasta 20 veces la corriente secundaria nominal, sin exceder laclase de precisin del limite de error porcentual.- H (alta impedancia): Indica un transformador de corriente que es capaz deproducir cualquier tensin de bornes del secundario hasta, inclusive, la clasede precisin de la tensin con cualquier corriente secundaria para la gama de 5a 20 veces la corriente nominal secundaria, sin exceder la clase de precisindel limite de error porcentual.Por lo anterior para especificar completamente un transformador de corrientepara el servicio de proteccin, se debe designar por su clase de precisin, tipoy tensin mxima secundaria. Estos valores definen completamente sucomportamiento. Por ejemplo, un transformador de corriente 2.5H800, indicaun transformador con clase de precisin de 2.5%, clase de funcionamiento H ytensin mxima secundaria en bornes secundarios de 800 V.

Norma VDE Alemana:

A diferencia de las normas ASA, en estas normas no se hace un tratamientodiferenciado entre transformadores de corriente para medida y proteccin. Lanica diferencia entre ellos es la clase de precisin y el ndice desobrecorriente.

Las clases de precisin para protecciones son 1 y 3 para transformadores dehasta 45 KV y 1 para 60 KV hacia arriba.

En la clase 1 se garantiza esta precisin para corrientes entre 1 y 1,2 veces lacorriente nominal, y para cargas secundarias entre el 25% y 100% la nominalcon F.P 0,80.

En la clase 3 se garantiza esta precisin para corrientes entre 0,5 y 1 veces lanominal, y para cargas entre el 50 y 100% la nominal con F.P 0,8.

Finalmente, el ndice de sobrecorriente, se define como el mltiplo de lacorriente primaria para el cual el error de transformacin se hace igual a 10%con la carga nominal.

Causa de errores:

Los errores en un transformador de corriente son debidos a la energanecesaria para producir el flujo en el ncleo que induce la tensin en eldevanado secundario, esta tensin suministra la corriente a travs del circuitosecundario. Los amperevueltas totales disponibles para proporcionar lacorriente en el secundario son iguales a los amperevueltas del primario menoslos amperevueltas para producir el flujo del ncleo.

Un cambio en la carga secundaria altera el flujo requerido en el ncleo y varialos amperevueltas de excitacin del ncleo; el flujo de dispersin en el ncleocambia las caractersticas magnticas del mismo y afecta a los amperevueltasde excitacin.

Precauciones de seguridad:

El devanado secundario siempre debe estar cortocircuitado antes dedesconectar la carga. Si se abre el circuito secundario con circulacin decorriente por el primario, todos los amperevueltas primarios sonamperevueltas magnetizantes y normalmente producirn una tensinsecundaria excesivamente elevada en bornes del circuito abierto.

Todos los circuitos secundarios de los transformadores de medida deben estarpuestos a tierra; cuando los secundarios del transformador de medida estninterconectados; solo debe ponerse a tierra un punto. Si el circuito secundariono esta puesto a tierra, el secundario, se convierte, de hecho, en la placa demedia de un condensador, actuando el devanado de alta tensin y tierra comolas otras dos placas.

Conexiones trifsicas:

Es practica universal utilizar un transformador de corriente por fase, trestransformadores de corriente para un sistema trifsico, en este caso lossecundarios se conectan en estrella con el neutro slidamente a tierra, talcomo se ilustra en la siguiente figura.Si el circuito de potencia es un circuito de 3hilos sin hilo neutro, la suma instantnea delas tres corrientes de lnea que circulan porlos primarios hacia la carga, y por lo tanto,la suma de las corrientes del secundariotambin debe ser nula si los trestransformadores son iguales.

En consecuencia puede suprimirse la conexin entre el neutro de lossecundarios conectados en estrella y el de los ampermetros, sealada el lafigura con lnea de trazos.

Conexiones trifsicas:

En cambio, esta conexin es necesaria cuando el circuito tiene un hilo neutro.Tambin se puede utilizar la siguiente conexin de la siguiente figura.

Los ampermetros Aa y Ac estndirectamente en serie con los dostransformadores de corriente, y por lotanto, indican las intensidades de lascorrientes que circulan por las lneas A y C.La primera ley de Kirchhoff aplicada al nudon, da como relacin entre las corrientes delos secundarios.ia+ ib+ ic= 0

como ia e ic son proporcionales a las intensidades de las corrientes de lnea delos primarios iA e iC respectivamente, la intensidad ib que seala elampermetro Ab es proporcional tambin a la intensidad iB de la corriente delprimario, si es nula la suma de intensidades de las corrientes de primario,como debe ocurrir si el circuito de potencia es un circuito de 3 hilos.

Factor de sobrecarga:

Adems de representar una alta seguridad para los operadores y lectores demedidores, los transformadores de corriente estn diseados para protegerlos instrumentos de medicin contra valores muy altos de sobrecargas ysobrecorrientes. Esto es posible porque el ncleo se especifica para entrar ensaturacin con corrientes superiores a la corriente nominal en varias veces elfactor de sobrecorriente, como puede ser demostrado en la siguienteecuacin: Fs = Ips/Inp

donde:

Ips - corriente primaria nominal de seguridad

Inp - corriente nominal primaria del TC

Ya que la corriente primaria nominal de seguridad se expresa por el valor de la corriente primaria que satisfaga a ecuacin: KnIs < 0.9Ip

Kn - relacin nominal del TC;

Is - corriente que fluye por el secundario del TC;

Ip - corriente que fluye por el primario del TC.

Factor de sobrecarga:

La seguridad del instrumento alimentado por el TC ser tanto mayor cuanto menor sea el factor de seguridad. As, para un TC 100-5A, instalado en un circuito donde a corriente primaria de falla es de 3.200A y la corriente secundaria es de 20A (TC saturado), se tiene:

Kn = 100/5 = 20; Is = 4 X 5 = 20 A; Ip = 3.200 A

20 x 20 10%,

Donde: Ie = corriente de excitacin e Ins = corriente nominal secundaria.

TI destinados a proteccin:Los transformadores de corriente para la proteccin de equipos sistemaselctricos son equipos capaces de transformar elevadas corrientes decortocircuito en pequeas corrientes, lo que permite el funcionamiento de losrels sin que estn en conexin directa con el circuito primario de lainstalacin, proporcionando garanta de seguridad para los operadores,mantenimiento fcil de los componentes y, por ltimo, tornndose en unaparato extremadamente econmico, ya que implica el uso de la reduccin dematerias primas.

A diferencia de los transformadores de corriente para la medicin, los TCspara proteccin no deben saturarse a altas corrientes, tales como que sedesarrollan durante la ocurrencia de un fallo en el sistema. De lo contrario, lasseales de corriente recibidas por los rels estaran ocultas, permitiendo asuna operacin imprudente del sistema elctrico. As, los transformadores decorriente para proteccin exhiben un nivel de saturacin alta, igual a 20 vecesla corriente nominal, como puede ser demostrado en la curva de la figura acontinuacin como un ejemplo genrico.

TI destinados a proteccin:Perfectamente es posibleconcluir que nunca se debenutilizar los transformadores deproteccin para servicio demedicin y viceversa. Por otraparte, hay que tener en cuentala clase de precisin en el que seenmarcan, que pueden ser de 5o 10.

Adems de la clase de precisin, los TC para proteccin se caracterizan por su clase,en relacin a la impedancia de su devanado secundario, a saber:

1. Clase B, son aquellos cuyo devanado secundario presenta una reactancia que sedescartada. En esta clase, se enmarcan los TC's con ncleo toroidal y los de buje;

2. Clase A, son aquellos cuyo devanado secundario tiene una reactancia que puededespreciarse. En esta clase, se enmarcan todos los TC que no caen en la clase B.

Los transformadores de corriente, como estn en serie con el sistema, estn sujetos alas mismas sobrecorrientes del sistema, como por ejemplo la corriente resultante deuna falla trifsica.

Transformador de potencial (TP):Es un transformador devanado especialmente, con un primario de alto voltajey un secundario de baja tensin. Tiene una potencia nominal muy baja y sunico objetivo es suministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia,para que se mida con instrumentos incorporados.

Adems, puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deber serparticularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos. Sepueden conseguir transformadores de potencial de varios niveles de precisin,dependiendo de que tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicacinespecial.

El devanado primario de un transformador de potencial se conecta en paralelocon el circuito de potencia y en el secundario se conectan los

instrumentos o aparatos de proteccin.

Estos transformadores se construyen para todas las tensiones

de circuitos normalizados. Normalmente son de tipo seco o

moldeado para tensiones inferiores a 23 KV y en bao

de aceite para tensiones superiores.

Circuito equivalente:Los transformadores depotencial se comportan en

forma similar a un transformadorconvencional de dos bobinas. Por lo tantoel circuito equivalente referido alsecundario es el siguiente.

Zeq2 = Impedancia equivalente, referida alsecundario.

ZL = Impedancia del instrumento(voltmetro, similar).

V2 = Tensin secundaria que deber serfiel reflejo de la primaria.

Y0 0

La ecuacin de malla en el secundario es:

V1/V2 = ILZeq2 +V2 IL = V2/Z2, por tanto:V1/V2 = (Zeq2/ZL + 1)(a)

Transformador de potencial (TP):Se observa que la razn de transformacin V1/V2difiere de a en el coeficiente:(Zeq2 / ZL + 1)

Debido a que ese valor es un nmero complejo, se observa que existe un errorde magnitud y un error de fase.

Transformador de potencial (TP):

Errores en los transformadores de potencialEn los transformadores de potencial existen 2 tipos de errores que afectan a laprecisin de las medidas hechas con transformadores de potencial.

Error de relacin: Es la diferencia entre la relacin verdadera entre la tensindel primario y secundario y la relacin indicada en la placa caracterstica.

Error de ngulo: Es la diferencia en la posicin de la tensin aplicada a la cargasecundaria y la tensin aplicada al devanado primario.

El error de ngulo se representa con el smbolo (g ), est expresado en minutosy se define como positivo cuando la tensin aplicada a la carga, desde elterminal secundario marcado al no marcado, est adelantada respecto a latensin aplicada al primario desde el terminal marcado al no marcado.

Transformador de potencial (TP):Clasificacin de los errores.

En el transformador de potencial interesa que los errores en la relacin detransformacin y los errores de ngulo entre tensin primaria y secundaria semantengan dentro de ciertos limites. Esto se obtiene sobredimensionandotanto el ncleo magntico como la seccin de los conductores de losenrollados.

La magnitud de los errores depende de la caracterstica de la carga secundariaque se conecta al transformador de potencial.

Para su clasificacin desde el punto de vista de la precisin (error mximo en larelacin de transformacin) las diversas normas sobre transformador depotencial exigen que los errores se mantengan dentro de ciertos valores paradeterminadas caractersticas de la carga.

a) Norma Americana ASA

Estas normas han clasificadoras caractersticas de precisin de lostransformadores para el servicio con aparatos de medicin.

La clase y limites de precisin definidas por norma ASA, pueden verse en lasiguiente tabla.



Tabla: Carga normalizada para transformadores de potencial



Tabla 2. Lmites del factor de correccin del transformador de potencial

Finalmente con esta normalizacin los transformadores de potencial sedesignan por la clase de precisin y la letra correspondiente a la carganormalizada para la cual se garantiza la precisin. En un transformadordesignado 0,6W, el error mximo de la relacin de transformacin nosobrepasa un 0,6% de la razn nominal, con un factor de potencia 0,1 y alvariar la tensin entre 10% ms y 10% menos de la nominal.


b) Norma Alemana VDE

Esta norma VDE, normaliza para cada clase de precisin, la capacidad de losdevanados del transformador de potencial en VA. Las clases de precisin son 3;1; 0,5; 0,2; 0,1 y ella debe mantenerse para cuando el voltaje primario no varems all del 20% sobre su tensin nominal, excepto en los de clase 3 en que segarantiza solo para su tensin nominal.

Tabla 3. Errores mximos admisibles para transformadores de potencial


b) Norma Alemana VDE

Con respecto a los voltajes secundarios nominales estn normalizados

Conexiones trifsicas

Para conectar transformadores de potencial en forma trifsica se usan dostipos de conexiones usualmente, estas son:

a. Conexin estrella-estrella: Se utiliza cuando se requiere neutro en elsecundario.

b. Conexin en V: Esta conexin se utiliza cuando no se requiere neutrosecundario, es ms econmica ya que. se requiere solo dos transformadoresde potencial.

Transformador de potencial (TP):Transformador de tensin tipo capacitivo (CCVT)

Transformador de potencial (TP):

1. Manmetro de presin de aceite.2. Unidades condensadoras.3. Aceite aislante.4. Aislador de porcelana.5. Sello.6. Diafragma elstico para expansin de aceite.7. Tanque.8. Circuito de amortiguamiento contra efectosferrorresonantes.9. Transformador inductivo de media tensin.10. Caja de terminales secundarios, N yterminales de alta frecuencia.11. Inductancia serie.

Borne de A.T. y manmetro.

Transformador capacitivo de tensin, marca GEC ALSTHOM, tipo CCV.

Eleccin de un transformador de intensidad:

El consumo de los cables depende de su seccin y su temperatura. Paracalcular el consumo a temperatura estndar de 20 C se suele utilizar lasiguiente tabla:

Para temperaturas superioresa la descrita en la tabla, seconsidera que la potenciaabsorbida por los cablesaumenta cada 10 C un 4%.

Seccin de cobre primario (mm2)

Potencia por metro doble a 20 C (VA)

1 1

1,5 0,685

2,5 0,41

4 0,254

6 0,169

10 0,0975

Determinacin de la clase de precisinLa clase de precisin de un TI depende de la relacin de transformacin y del consumodel equipo de medida. Para determinar qu clase de precisin se obtendr para unarelacin de transformacin dada, se deben consultar las cuatro primeras columnas de latabla de referencias, de la cual se presenta un extracto:


Para una determinada clase de precisin el consumodel equipo de medida no debe superar el consumode potencia indicado en la tabla. O dicho de otromodo, si nos fijamos en la fila de 50 A de la tabla,se debe interpretar el resultado de la siguienteforma: cualquier TI con relacin de transformacin50/5 presentar una clase de precisin 1 siempreque el consumo del equipo de medida sea inferior a1,25 VA. Para consumos del equipo superiores a 1,25VA e inferiores a 1,5 VA, el TI presentar una clase deprecisin 3.

Ejemplo de clculo - Eleccin del TI segn la clase de precisin deseadaLa instalacin presenta los siguientes equipos de medida: Central de medida PM9. 3,15 metros de cables dobles de 2,5 mm2. La temperatura de la instalacin es de 20 C. La intensidad mxima a medir es de 71 A.Pregunta 1: Qu TI se escogera si no se requiere un tipo de precisin especfico?Pregunta 2: Qu clase de precisin se obtendr con el TI escogido anteriormente?Pregunta 3: Qu TI se debe escoger para obtener una clase de precisin 0,5?

Relacin Ip/5 A

Potencia (VA) Clase de precisin

0,5 1 3

40 A 1

50 A 1,25 1,5

75 A 1,5 2,5

100 A 2 2,5 3,5

125 A 2,5 3,5 4


Respuesta a la pregunta 1:

Si la clase de precisin no es un requisito en la eleccin del TI, se escogeraquel cuya intensidad del primario (Ip) sea inmediatamente superior a laintensidad mxima que se desea medir.

En este caso, Imax = 71 A y, consultando la tabla de referencias, la Ipinmediatamente superior corresponde al TI con relacin 75/5 A (Ip = 75 A) cuyareferencia es 16.452 (transformador tropicalizado de dimetro mximo 21mm, seccin mxima 120 mm2, peso 200 g y cubierta precintable incluida).



Para determinar la clase de precisin se debe consultar la tabla de referencias.Previamente se debe calcular el consumo del equipo de medida (Cem):

Cem = CPM9 + Ccables = 0,55 + 1,29 = 1,84 VA

Para el caso del ejemplo, si el consumo del equipo de medida es de 1,84 VA yla relacin de transformacin escogida es 75/5 A se consultar la fila de 75 Ade la tabla. En este caso, para obtener una clase de precisin 1, el consumo delequipo de medida debera ser inferior a 1,5 VA.

Al situarse el consumo del equipo de medida entre los 1,5 VA y los 2,5 VA, conuna relacin de transformacin 75/5 se obtendr una clase de precisin 3.


Obsrvese que escogiendo una relacin de transformacin 100/5 (Ip = 100 A)se obtendr una clase de precisin 0,5 siempre que el equipo de medida notenga un consumo superior a 2 VA, por lo que es vlido para el caso deejemplo.

Precaucin importante

Nunca abrir el secundario de un transformador de corriente cuando el primario estbajo tensin. Ante una intervencin sobre el circuito secundario, los bornes secundariosdel transformador deben estar cortocircuitados.

La determinacin de la carga para un TC

Ejemplo de dimensionamiento del conductor secundario de un CT

Un transductor de potencia activa (W) con un burden de 0,75 VA se va autilizar con tres transformadores de corriente 1200:5. El secundario del CTtiene 30 pies (un solo tramo). Para mantener la precisin mxima del CT(0,6%), la carga total se debe mantener por debajo de 2,5 VA como se ve en lahoja de transformador de corriente.

Si los VA totales disponibles son 2,5, entonces 2,5 0,75 = 1,75 VA es la cargadisponible para el conductor. Suponiendo una corriente del secundario de 5A,el nomograma No. 1, alinee con una recta el punto de 5 A. (columna izquierdamano) con el punto de 1,75 VA (columna central). Lea la impedancia en (columna derecha). Se debera leer 0,07 .

Ahora en el Nomograma No. 2 alinee con una recta el punto de 0,07 (columna central) y 30 pies de longitud del cable un solo tramo 1 (columnaderecha). Lea el tamao del cable (columna de la izquierda), se debe leer:cable de cobre #10 AWG o ms grande. Con las condiciones anteriores, elalambre # 10 o mayor mantendr el transformador de corriente dentro de sumejor lmite de precisin.

La determinacin de la carga para un TC

Ejemplo de dimensionamiento del conductor secundario de un CT

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