FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

SISTEMAS DE POTENCIA I

CICLO II-2011

INSTRUCTOR: ING. FANTINA ORELLANA

ESTUDIANTE:

HENRY STANLEY MONTANO DE PAZ

CARNE:

MD080299

SABADO 27 DE AGOSTO DE

2011

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE TC

ÍNDICE

Contenido N° Página

INTRODUCCION 1

OBJETIVOS 2

TRANSFORMADOR DE CORRIENTE TC

Circuito equivalente del TC 3

Condiciones de operación del TC 4

Tipos de TC según su construcción 9

Tipos de TC según su aplicación 11

Descripción de los componentes básicos de los TC 12

Identificación de bornes 14

Conexión de los TC 15

Relación de transformación 18

Condiciones de servicio 19

Requerimiento de aislación 20

Requerimiento de exactitud 21

Potencia y carga admisible para TC 22

Elección de un TC 23

VISITA TÉCNICA ETESAL SOYAPANGO 24

CONCLUSIONES 29

BIBLIOGRAFIA 31

1

INTRODUCCIÓN

En los sistemas eléctricos de corriente alterna se manejan normalmente diferencias de

potencial e intensidades de corriente considerablemente altas, por ello y para proteger al

personal y aislar eléctricamente de los equipos primarios, los equipos de medición y

protección, es que estos son alimentados por magnitudes proporcionalmente menores,

copiadas fielmente del sistema a través de dispositivos especiales llamados

transformadores de instrumentos.

La relación de las magnitudes de corriente y potencial logra también una disminución de

niveles de aislamiento y capacidad y por lo mismo, del tamaño y costo del equipo.

El comportamiento y la selección de los transformadores de instrumentos es crítico para

la protección y medición, ya que esta será solo tan eficientemente exacta como lo sean

estos según los parámetros eléctricos que se manejen.

Existen dos tipos de transformadores de instrumentos: los transformadores de corriente y

los transformadores de potencial, este documento pretende enfocarse más a los

transformadores de corriente o más bien conocidos como “TC”, iniciando con una breve

descripción del circuito equivalente, sus condiciones de operación normales, condiciones

de operación anormales, detallando un poco unos conceptos como corriente de

magnetización y saturación que son indispensables para comprender el funcionamiento

de los TC, así como los tipos de transformadores de corriente según su construcción y

según su aplicación ya sea para medición o protección, especificaciones generales de un

TC entre las cuales se mencionan los aislamientos de porcelana o aceite, potencia y carga

admisible según la clase de TC, se detallan también las respectivas conexiones tanto en

estrella y en delta, además de describir la manera en que se puede conectar el primario

para modificar la relación de transformación y finalizando con las especificaciones para la

elección de un transformador de corriente.

2

OBJETIVOS

Conocer que es un transformador de corriente y las características de este.

Estudiar el transformador de corriente para determinar sus aplicaciones dentro de

la industria.

Determinar los tipos de transformadores de corriente, sus diferencias y formas de

conexión.

Identificar las partes que componen a un transformador de corriente, tanto

internas como terminales externas.

Conocer las condiciones de operación de un transformador de corriente, para

poder determinar cuando este opera de manera anormal.

Mostrar las clases de transformadores de corriente según su potencia nominal y

carga permisible.

Analizar el efecto de la precisión en un transformador de corriente al momento

que este opere de forma continua bajo diversas cargas y justificarlo por medio de

alguna normativa que especifique dicho comportamiento.

3

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE.

Un transformador de corriente o “TC” es el dispositivo que nos alimenta una corriente

proporcionalmente menor a la del circuito. Es de aclarar que un transformador de

corriente por su aplicación se puede subdividir en transformador de medición y

transformador de protección, no obstante los transformadores se diseñan para realizar

ambas funciones y su corriente nominal por secundario puede ser de 1 ó 5 Amperios, es

decir desarrollan dos tipos de funciones, transformar la corriente y aislar los instrumentos

de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión.

El primario del transformador se conecta en serie con el circuito cuya intensidad se desea

medir y el secundario se conecta en serie con las bobinas de corriente de los aparatos de

medición y de protección que requieran ser energizados.

Su principio de funcionamiento puede ser obtenido a través del modelo del transformador

ideal, haciendo algunas consideraciones derivadas de su diseño y conexión dentro del

sistema.

Circuito equivalente del Transformador de Corriente “TC”:

Refiriéndonos al diagrama que se muestra y haciendo las siguientes consideraciones:

Figura 1. Diagrama equivalente del Transformador de corriente o TC.

4

En el diagrama:

ZH = Impedancia propia del devanado de alta tensión.

ZL = Impedancia propia del devanado de baja tensión.

ZM = Impedancia de magnetización del transformador.

ZC = Impedancia de carga en el secundario.

IH = Corriente primaria.

IL = Corriente que alimenta a la carga.

IM = Corriente de magnetización.

1: N = Relación de transformación “RTC”.

Consideraciones:

El devanado primario está conectado en serie con la línea o alimentador, por lo

que la corriente primaria IH es la misma de la línea y la impedancia ZH es lo

suficientemente pequeña que puede ser despreciada.

La impedancia de carga ZC es la resultante de la conexión en serie de las bobinas de

corriente de los equipos de protección y medición que el “TC” debe alimentar, esta

tendrá siempre una magnitud pequeña para ofrecer una oposición mínima al paso

de corriente y no sacar al “TC” de sus características de diseño.

Condiciones de operación del Transformador de Corriente “TC”:

Condiciones de operación normal.

Bajo condiciones normales de operación, la corriente secundaria será 1/N veces la

corriente primaria del “TC” y su diagrama vectorial de operación será aproximadamente el

siguiente:

5

Figura 2. Diagrama fasorial de corrientes en secundario de transformador de corriente

“TC”.

Esto también se puede entender si nos enfocamos en el nodo “c” de la figura 1, como ya

sabemos el primario es conectado abriendo el circuito del cual se tomara la muestra de

corriente teniendo así la corriente IH, que al ser reflejada al lado secundario por la misma

relación de transformación del transformador 1:N se tiene a nivel secundario IH/N, esta es

la corriente que entra al nodo “c”, si observamos hay dos corrientes que salen del mismo

nodo, las cuales son IL y IM, por lo cual estas corrientes se relacionan vectorialmente como:

𝐼𝐻𝑁= 𝐼𝐿 + 𝐼𝑀

Donde el error de relación que representan la corriente de magnetización IM y el ángulo 𝜃

son despreciables, en la figura 2 han sido exagerados para poder ser observados, es decir

que bajo condiciones normales de operación la corriente IH/N es prácticamente la misma

corriente IL debido a que el desfasamiento 𝜃 entre ambas es despreciable y la corriente de

magnetización es muy pequeña.

Condiciones anormales de operación.

La capacidad de transferencia de energía entre el circuito primario y el secundario,

depende de las características de diseño y construcción del “TC”, como son:

La capacidad de sus conductores, el nivel máximo de voltaje que debe soportar el “TC”

entre espiras y las características magnéticas de su núcleo.

Como sabemos en todo material magnético la permeabilidad se puede suponer como una

función lineal de la densidad de flujo para determinados valores de esta ultima y que

6

rebasando este rango de valores, varía en forma no lineal haciendo tender la densidad a

un máximo dado por las características propias del material.

En el análisis que sigue representaremos este efecto considerando la impedancia de

magnetización ZM como constante para los valores de transferencia de energía que están

dentro de las características de diseño y disminuyendo no linealmente para valores fuera

de los mismos, logrando un efecto similar al observado en el comportamiento real del

“TC”.

Figura 3. Diagrama de Histéresis de núcleo de transformador.

Como ya sabemos la curva de histéresis nos muestra para determinados materiales

magnéticos utilizados en los núcleos de los transformadores los niveles de flujo magnético

máximo a que estos pueden llegar, así como el nivel de flujo magnético en el cual el

núcleo está saturado (en la figura 3 es el punto b) y nos muestra el comportamiento del

circuito magnético ante una señal de corriente alterna, lo cual es de mucha utilidad para

los transformadores de corriente, debido a que estos utilizan estos parámetros para poder

ser diseñados.

Ahora para poder entender con mayor detalle la siguiente parte es de definir un concepto

fundamental para el siguiente análisis el cual es la corriente de magnetización IM la cual

es la corriente requerida para producir flujo magnético en el núcleo del transformador, es

decir que si esta corriente aumenta también se incrementa el flujo magnético del

7

transformador lo cual provocaría efectos que podrían poner en peligro al “TC” debido a

que a mayor flujo magnético puede haber mayor inducción de voltaje en el secundario y

sobrepasar los límites de tensión previamente calculados por el fabricante, así también si

esta corriente es llevada a niveles demasiado altos puede sobre saturar el núcleo lo cual

provocaría que este se caliente y traiga consigo mas perdidas lo cual provocaría que los

niveles de corriente ya no estarían relacionados con la relación de transformación, estos

efectos se verán mas a detalle en la siguiente parte donde se analizan diversos casos de

operación anormal del transformador de corriente.

Observemos que pasa en el “TC” para los siguientes tres casos:

1) La corriente primaria es demasiado grande.

2) La impedancia de carga es demasiado grande.

3) El circuito secundario está abierto.

1. La corriente primaria es demasiado grande.

Cuando la corriente primaria IH crece, la corriente IH/N secundaria será proporcionalmente

más grande.

Supongamos que la corriente del primario IH es mayor a la especificada en el diseño del

“TC”, las corrientes secundarias IM de magnetización e IL corriente que alimenta la carga,

crecerán también esto debido a la relación vista anteriormente al analizar el nodo “c” del

circuito equivalente del transformador.

Al crecer IM la excitación del núcleo será mayor y como lo habíamos dicho, el efecto que se

presentara será similar a la disminución de ZM provocando un crecimiento mayor de IM

que de IL, y así un incremento en el error de relación de transformación y en el ángulo de

desfase como se puede observar en el diagrama fasorial de la figura 4.

8

Figura 4. Diagrama fasorial bajo condiciones de corriente primaria mayor, desfase 𝜃 y

magnitud de corriente secundaria cambian debido al incremento de corriente de

magnetización.

Efectos del incremento de la IM en el transformador:

Los parámetros que establece el fabricante del TC cambian.

El núcleo se satura.

Se reduce la vida útil del transformador.

El núcleo se sobrecalienta.

El ángulo de desfase entre corriente primaria y secundaria es totalmente diferente

debido a que IM ya no se desprecia como antes.

2. La impedancia de carga es demasiado grande.

Cuando la carga ZC tiene una magnitud mayor a la que el “TC” puede alimentar el voltaje

entre las terminales cd de la figura 1, será mayor para un valor de IH que el transformador

normalmente debe soportar sin problemas, al ser mayor Vcd, la corriente de

magnetización IM crecerá logrando un efecto similar al anterior.

Por lo cual ZC debe ser pequeña según el diseño del TC, ya que es la que alimenta la

conexión serie de las bobinas de corriente de equipos de protección y medición, si ZC

sobrepasa lo que el TC soporta la corriente de carga disminuye por ende la corriente de

magnetización aumenta debido a que la corriente del primario se mantiene constante, lo

que provoca el aumento del flujo magnético y las mismas consecuencias vistas

anteriormente por el incremento de IM.

9

3. El circuito secundario está abierto.

Cuando el circuito secundario está abierto, toda la corriente primaria servirá para

magnetizar el núcleo, provocando que el voltaje secundario crezca hasta un valor dado

por:

𝑉𝑒𝑑 = 𝑉𝑒𝑓 =𝐼𝐻𝑥𝑍𝑀𝑁

Que normalmente es lo suficientemente grande para provocar la ruptura del aislamiento

entre espigas y algunas veces, la explosión del “TC”.

Si la excitación del núcleo dada por IM es grande y varia en forma repentina, como lo

puede ocasionar una corriente de falla elevada, el núcleo puede quedar magnetizado y

provocar errores de relación aun dentro de los valores especificados para el “TC”.

Es decir que si se conecta el “TC” solo en el primario y se deja sin conectar en el

secundario esto ocasionaría que toda la corriente reflejada del primario al secundario

alimente a ZM lo cual es malo debido a que toda la corriente IH/N se convertiría en la

corriente de magnetización IM elevando muchísimo el flujo magnético e induciendo así

una grandísima cantidad de tensión en ZM lo cual provocaría que los aisladores del “TC” no

soporten tal nivel de tensión y entren en ruptura lo cual podría provocar que el “TC”

llegase a explotar.

Tipos de transformadores de corriente según su construcción.

Existen tres tipos de TC según su construcción:

a. Tipo devanado primario: este como su nombre lo indica tiene más de una vuelta en

el primario, los devanados primario y secundario están completamente aislados y

ensamblados permanentemente a un núcleo laminado, esta construcción permite

mayor precisión para bajas relaciones.

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b. Tipo barra: los devanados primarios y secundarios están completamente aislados y

ensamblados permanentemente a un núcleo laminado, el devanado primario

consiste en un conductor tipo barra que pasa por la ventana de un núcleo.

c. Tipo boquilla o Bushing: el devanado secundario está completamente aislado y

ensamblado permanentemente a un núcleo laminado. El conductor primario pasa

a través del núcleo y actúa como devanado primario.

Figura 5. Muestra un transformador de corriente tipo devanado primario.

Figura 6. Muestra un transformador de corriente tipo barra.

11

Figura 7. Muestra un transformador de corriente tipo Bushing.

Tipos de transformadores según su aplicación.

Los transformadores de corriente pueden ser de medición, de protección, mixtos o

combinados.

a. Transformador de medición: son los transformadores cuya función es medir,

requieren reproducir fielmente la magnitud y el ángulo de fase de la corriente, su

precisión debe garantizarse desde una pequeña fracción de corriente nominal del

orden del 10% hasta un exceso de corriente del orden del 20%, sobre el valor

nominal.

b. Transformador de protección: son los transformadores cuya función es proteger

un circuito, requieren conservar su fidelidad hasta un valor de veinte veces la

magnitud de la corriente nominal, cuando se trata de grandes redes con altas

corrientes puede ser necesario requerir 30 veces la corriente nominal.

c. Transformadores mixtos: en este caso, los transformadores se diseñan para una

combinación de los dos casos anteriores, un circuito con el núcleo de alta precisión

12

para los circuitos de medición, y uno o dos circuitos más, con sus núcleos

adecuados para los circuitos de protección.

d. Transformadores combinados: son aparatos que bajo una misma cubierta

albergan un transformador de corriente y otro de tensión, mayormente usados en

estaciones de intemperie fundamentalmente para reducir espacios.

Descripción de los componentes básicos de los transformadores de corriente.

Figura 8. Muestra las partes de un transformador de corriente modelo CH.

13

Aislamiento externo: es el que consta de una envolvente de cerámica con una

línea de fuga lo suficientemente larga como para que ningún arco pueda saltar

bajo condiciones de contaminación como lluvia, niebla, polvo etc.

Aislamiento interno: varía según sus características constructivas, puede ser un

aislador construido con cartón prespán impregnado en aceite para el conjunto de

los núcleos y arrollamientos secundarios, y otro puede ser a través de moldes de

resina de epoxi que las fija, las separa y las aísla, existiendo una cámara de aire

entre el aislamiento externo de porcelana y el cuerpo de resina.

Núcleo: los TC de medida y protección tienen un núcleo de chapa magnética de

gran permeabilidad, cabe diferenciar que si es un transformador de medida, el

núcleo a utilizar es de chapa de rápida saturación, mientras que si es un

transformador de protección la chapa a utilizar será de saturación lenta. Con esta

distinción de núcleos se garantiza que cuando se utiliza una chapa de rápida

saturación para transformadores de medición, se tendrá una buena precisión en la

medida para corrientes primarias no superiores al 120% de la corriente primaria

nominal, mientras que las sobre intensidades y cortocircuitos no se transfieren al

secundario gracias a la rápida saturación de la chapa, por otra parte cuando se

elije una chapa de saturación débil para transformadores de protección, se

garantiza en mantenimiento de la relación de transformación para valores de

intensidad primaria varias veces mayor a la nominal, con lo que en el secundario se

pueden obtener calores proporcionales a las corrientes de sobrecarga y

cortocircuito aptos para poder accionar los dispositivos de protección .

Arrollamiento primario: es de pletina de cobre electrolítico puro, en barra

pasante o formando varias espiras distribuidas por igual alrededor del núcleo.

Arrollamiento secundario: es de hilo de cobre electrolítico puro, esmaltado,

uniformemente distribuido alrededor del núcleo.

Bornes terminales primarios: pueden ser de latón, bronce o aluminio, están

ampliamente dimensionados y son de forma cilíndrica, planos o con tornillos.

14

Bornes terminales secundarios: son de latón y se hayan alojados en una caja de

bornes de baja tensión estanca.

Identificación de bornes.

Los bornes de los arrollamientos primario y secundario deben poder ser identificados con

fiabilidad, para ello la norma IEC 60 185 se indica el criterio a seguir para su nomenclatura,

siendo aquellos bornes que empiecen con P y C, los del arrollamiento primario, y los que

empiecen con S los del arrollamiento secundario. En la siguiente figura se visualizan

diferentes casos:

Figura 9. Tipos de arrollamientos primario y secundario de TC.

1. Transformador de simple relación.

2. Transformador con toma intermedia en el secundario.

3. Transformador con dos secciones en el arrollamiento primario para su conexión en

serie o en paralelo.

4. Transformador con dos arrollamientos secundarios y núcleos independientes.

15

Conexión de los Transformadores de corriente.

El transformador de intensidad o de corriente se conecta de la siguiente manera: el

bobinado primario en serie con el sistema a medir, el cual será recorrido por la corriente

I1 primaria, el bobinado secundario entregara una corriente I2 a la impedancia de carga.

Figura 10. Identificación de terminales de TC primario y secundario.

Los transformadores de corriente cumplen con las siguientes funciones:

Reduce el nivel de corriente.

Aísla el sistema secundario de la red primaria.

Permite la medición de la corriente, salvaguardando el sistema de medición.

Transmite sobre intensidades, alimentando los sistemas de medición.

Soporta las sobretensiones de la línea.

Soporta las sobre intensidades de la línea.

Pueden subdividirse los secundarios con distintas características ya sea para

medición o protección.

Utilizando una sola bobina primaria, se pueden tener dos secundarios o más, uno puede

ser para medición y otro para protección con sus propias características cada uno.

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Figura 11. Transformador de corriente con un solo primario y dos secundarios aislados,

uno para medición y otro para protección.

Ahora teniendo claro esto vamos aclarar las formas básicas de conexión de

transformadores ya sea para medición o para protección, la forma de conexión de un

transformador de corriente depende del uso que se le dará a las corrientes secundarias

que este proporcionara, sus conexiones comúnmente usadas son la conexión Estrella y

Delta.

Conexión Estrella.

Debe cuidarse que la dirección de las corrientes, es decir, que la conexión de los puntos de

polaridad sea la correcta, pues la inversión de una o dos fases desbalanceara la estrella

provocando una señal errónea en los dispositivos conectados al secundario.

La inversión de las polaridades de las tres fases, invertirá únicamente la dirección de las

corrientes secundarias no importando para esquemas donde solo intervengan el valor de

la magnitud de corriente como son los relevadores de sobre corriente no direccionales.

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Figura 12. Transformadores de corriente conectados en estrella.

Conexión Delta.

Como se puede apreciar en los diagramas fasoriales, la conexión delta modifica la relación

y ángulo con que la corriente secundaria alimenta a los dispositivos conectados al

secundario, el factor por el cual se modifica la relación de transformación es 3.

En la conexión deberá verificarse la polaridad de cada uno de los transformadores de

corriente, pues la inversión de uno de dos de ellos provocaría un desbalance y por lo tanto

una señal equivocada en los dispositivos conectados en el secundario.

18

Figura 13. Transformadores de corriente conectados en delta.

Relación de transformación.

Los transformadores pueden proyectarse con varias relaciones de transformación, los que

los hace validos para cualquier eventual ampliación de la instalación.

El caso más frecuente es el de doble relación de transformación, que se obtiene mediante

el puenteado primario, a esto se le llama conexión serie o paralelo del primario.

Figura 14. Transformadores de corriente conectados en serie en primario.

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Figura 15. Transformadores de corriente conectados en paralelo en primario.

Condiciones de servicio.

Los transformadores de corriente son apropiados para su empleo bajo las siguientes

condiciones de servicio, según IEC 60185.

Temperatura ambiente.

Temperatura máxima 40°C

Valor máximo de la media en 24 horas 35°C

Temperatura mínima.

Transformadores para interiores -5°C

Transformadores para intemperie -25°C

Humedad relativa del aire.

Transformadores para interiores hasta 70%

Transformadores para intemperie hasta 100%

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Requerimientos de aislación.

El nivel de aislación nominal del bobinado primario de un transformador de corriente esta

en relación con la máxima tensión permanente admisible del servicio del sistema Um.

Para bobinados comprendidos entre 3.6kV o superiores, pero menores de 300kV, el nivel

de aislación nominal es determinado por las tensiones nominales resistidas a frecuencia

industrial e impulso de rayo y deben ser elegidas según la siguiente tabla según la IEC 60

185/95.

Tabla 1.Nivel de aislación según tensión nominal resistida a frecuencia industrial y a

impulso de Rayo.

21

Requerimientos de exactitud.

Los transformadores de corriente para medida son aquellos especialmente concebidos

para alimentar equipos de medición, siendo una de sus características fundamentales el

hecho de que deben ser exactos en las condiciones nominales de servicio.

El grado de exactitud de un transformador de medida se mide por su clase o precisión, la

cual nos indica en tanto porciento el error máximo que se comete en la medida.

La norma IEC especifica que la clase o precisión debe mantenerse siempre y cuando la

corriente que circula por el arrollamiento primario se encuentre por debajo del 120% de la

corriente primaria nominal, debiendo también mantenerse dicha precisión cuando la

carga conectada al secundario del transformador este comprendida entre el 25% y el

100% de la carga nominal.

La siguiente tabla muestra la precisión en transformadores de corriente para distintos

valores porcentuales de carga en circuito secundario.

Tabla 2.Clase de precisión en TC de medición bajo diversas cargas en valor porcentual.

Ahora los transformadores de corriente de protección son los destinados a alimentar relés

de protección, por lo que deben garantizar una precisión suficiente para corrientes

primarias que sean varias veces superiores a la corriente primaria nominal.

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Tabla 3.Clase de precisión en TC de protección bajo diversas cargas en valor porcentual.

Por ejemplo 10 P 30 significa que el TC de protección presenta un error del 10% a una

corriente 30 veces mayor a la nominal.

Potencia y carga admisible para TC.

Según la norma ANSI debe tomarse en cuenta la siguiente tabla donde se especifica según

la clase de transformador de corriente un valor normado de Potencia en VA y la carga

admisible en Ohmios.

Tabla 4.Potencia y carga admisible para diversas clases de TC.

CLASE POTENCIA (VA) CARGA ADMISIBLE

C-10 2.5 0.1

C-20 5 0.2

C-50 12.5 0.5

C-100 25 1.0

C-200 50 2.0

C-400 100 4.0

C-800 200 8.0

23

Elección de un transformador de corriente.

Tipo de instalación: si es de interior o intemperie. Se deberá tener en cuenta la

altitud para alturas superiores a 1.000 metros sobre el nivel del mar.

Nivel de aislamiento: definido por tensión máxima permanente admisible de

servicio Um en kV.

Relación de transformación nominal: las relaciones de transformación nominal

deberán ser normalizadas, tal y como quedan indicadas en la norma IEC. Se

recomienda no seleccionar un transformador de corriente con una corriente

primaria excesivamente elevada con respecto a la que le corresponda, dado que

de ello depende que se mantenga la precisión del transformador.

Clase de precisión: se seleccionará la clase de precisión en función de la utilización

que vaya a recibir el transformador.

Potencia nominal: según la carga a conectar en el secundario se adoptará uno de

los valores de potencia de precisión especificados en la norma. Conviene no

sobredimensionar excesivamente la potencia del transformador. Si el secundario

tiene una carga insuficiente, se puede intercalar una resistencia para compensar.

Frecuencia nominal: si no se especifica otra distinta, se tomará por defecto 50 Hz

caso contrario 60Hz.

Número de secundarios: si se desea realizar medida y protección a partir de un

mismo transformador, serán necesarios tantos secundarios como usos se deseen

obtener del mismo.

24

VISITA TÉCNICA ETESAL SOYAPANGO.

Ubicada en el departamento de San Salvador, municipio de Soyapango, la Subestación de

ETESAL cuenta con variedad de Transformadores de Corriente que son utilizados para

medición y protección.

Figura 16. Ubicación de Empresa Transmisora de El Salvador ETESAL.

En sala de control se visualizan las señales de corriente y voltaje provenientes de los

medidores conectados a los Transformadores de Instrumento.

Figura 17. Monitoreo de señales de corriente y potencial provenientes de los

Transformadores de instrumento.

25

En la torre de la línea de transmisión lleva un cable de guarda en la parte de arriba el cual

apantalla los rayos que puedan caer en la línea, es decir sirve para drenar las descargas

atmosféricas, la línea de transmisión rematan en una cadena de aisladores, bajan y son

recibidas por unos pararrayos los cuales protegen las líneas de sobre voltaje por maniobra

o descarga atmosférica, baja la línea que pasa por el pararrayo hacia un transformador de

potencial para tomar la respectiva medición de potencial, luego las líneas pasan por unas

cuchillas seccionadoras para luego llegar a los transformadores de corriente tipo Bushing

para tomar la medición de corriente.

Figura 18.Transformadores de corriente tipo Bushing

Es de aclarar que la medición de corriente de la línea de transmisión que entra a la

subestación es tomada sin necesidad de cortar la línea para conectarla al transformador

de corriente debido a que el transformador tipo Bushing toma la medición de corriente

solamente con que el conductor pase a través de la ventana del TC, esto es de forma

parecida a la medición de corriente tomada por un Clamper, como se puede apreciar en la

figura 18 los transformadores de corriente utilizados en ETESAL a la entrada son las figuras

tipo donas de color rojo, como se puede observar el espacio que utilizan es mínimo y se

toma un transformador para cada línea del sistema trifásico antes q la línea llegue al

26

interruptor donde se hace la apertura y cierre de la línea, sin embargo el transformador de

corriente siempre esta energizado ya sea que la línea este abierta o cerrada.

Ahora las líneas del secundario del transformador de corriente tipo Bushing llegan a una

borneras donde se obtiene la medición del transformador de corriente y de ahí se mandan

a la sala de control donde se visualizan en pantalla para la protección y medición.

Figura 19.Lineas secundarias de Transformador de Corriente.

Figura 20.Placa característica de Transformador de Corriente tipo Bushing.

27

En ETESAL se usan de dos tipos de transformadores los tipos Bushing que se describieron

anteriormente y los de tipo Columna.

Figura 21. Transformador de Corriente tipo Boquilla.

Al momento de una falla de los transformadores de corriente simplemente se cambia, es

de comentar que también los transformadores de corriente son sometidos a pruebas de

relación de transformación, la cual debe cumplir a cabalidad con la hoja de fabricante, y

debido a que los transformadores de corriente tipo Bushing no van inmersos en ningún

fluido, se les realiza un proceso de secado, metiéndolos en un tanque haciéndoles vacio a

través de una bomba o por medio de calentamiento y reflectores para quitarles la

humedad.

Es de aclarar que los transformadores utilizados son tipo multirelacion y utilizados cada

uno como transformador de medición y protección es decir son transformadores

combinados.

28

Luego los interruptores se conectan a la barra donde llegan a los transformadores de la

subestación, donde se conectan en estrella en primario el cual tiene un neutro aterrizado

en el cual se detectan las corrientes a tierra colocando un CORTA BUSHING en las tres

fases y en la línea de neutro aterrizado, para detectar corrientes de desbalance en el

transformador y poder así accionar algún dispositivo de protección.

Figura 22. Corta Bushing en los Transformadores de potencia.

Un Corta Bushing es un elemento el cual se instala en los transformadores de corriente e

internamente contienen un transformador de corriente Tipo Bushing el cual se encarga de

tomar la medida de intensidad de corriente para luego proceder a enviarla a sala de

control y monitorear así los parámetros de cada transformador para poder activar

protecciones por cualquier desperfecto o anormalidad en la magnitud de corriente

permisible para cada transformador de potencia.

Es de tomar en cuenta la utilidad de los transformadores de medición en una Subestación

para poder monitorear los parámetros eléctricos en todo el sistema y poder así activar las

protecciones respectivas por cualquier anormalidad que se pueda presentar.

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CONCLUSIONES

Aprendí a diferenciar un transformador de corriente para medición y protección en

base al tipo de intensidad de corriente que maneja, el tiempo de operación de

sobre corriente y el tipo de núcleo del cual este se conforma ya sea de saturación

lenta para mayor soporte de corriente elevada manteniendo la relación de

transformación constante en los transformadores de protección o de saturación

rápida para mayor precisión en los transformadores de medición.

Conocí las condiciones de operación normales de un transformador de corriente al

conectarlo de forma adecuada en el primario y secundario, verificando a su vez los

posibles daños que este puede sufrir si se conecta de forma incorrecta dejando el

secundario sin conectar o aplicando mayor nivel de corriente que pueda soportar

el TC bajo sus parámetros de diseño conociendo los efectos que esto trae en la

corriente de magnetización ya que al elevarse esta de manera descontrolada

puede sobresaturar el núcleo e inclusive hacer que el transformador explote

debido a los altos niveles de inducción que esta proporcionaría en el circuito

secundario.

Identifiqué que los transformadores de corriente pueden tener varios bornes en el

primario y en el secundario esto para modificar la relación de transformación para

diversas aplicaciones requeridas, así como también conocimos que estos se

pueden conectar en serie y paralelo en el primario, sabiendo que los bornes para

el primario se identifican con las letras P y C, así como para el secundario con la

letra S.

Verifiqué que un transformador de corriente puede utilizarse tanto para

protección y medición debido a que tiene sus secundarios totalmente aislados y

estos pueden ajustarse con diversas relaciones de transformación según sea la

aplicación que se requiera.

30

Analicé que la exactitud es un factor clave al momento de realizar una medición en

alguna línea por ende un transformador trifásico debe seleccionarse de acuerdo a

la carga nominal que vaya a manejar en el secundario y el nivel de corriente en el

primario para tener un valor más preciso de corriente medida.

31

BIBLIOGRAFÍA

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Universidad Autónoma de Nuevo León.

Escuela de capacitación laboral, “Transformadores de Medición”, Conesa 68

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medida y shunts”

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