Transformadores de medida en redes trifásicas (Parte 1)

Carta informativa nº 1

Transformador para valores alternos

La conexión directa de los aparatos de medida a la red está limitada por razones de seguridad a valores inferiores a aproximadamente 500 V a 800 V para las tensiones y 10 A para las intensidades. Las entradas con valores de funcionamiento superiores se adaptan al rango de entrada de los aparatos de medida mediante transformadores.

Los transformadores para valores alternos son transformadores de baja potencia que funcionan muy por debajo del límite de saturación del núcleo de hierro. Los valores altos de un valor de red (valores primarios X1) se asignan con precisión en amplitud y fase a valores más bajos (valores secundarios X2) mediante conversión y separación galvánica. De este modo, los valores de red pueden medirse más fácilmente y con menos peligro.

Traslación nominal

Los valores nominales X1n, los valores primarios y X2n los valores secundarios y por tanto la traslación nominal Kn determinan la elección del transformador.

K_{n} = \frac{X_{1n}}{X_{2n}}
K_{nu} = Voltage\:transformer\:nominal\:translation
K_{ni} = Current\:transformer\:nominal\:translation

Ejemplo 1.1

Datos del transformador de corriente:

X_{1n} = 1000 A; X_{2n}= 5 A

Traducción nominal del transformador de corriente:

K_{ni} = 1000 A : 5 A = 200

Conversión de los valores medidos de la potencia

El valor medido de la potencia en el lado de la línea es el producto del valor medido de la potencia en el circuito secundario y la traducción nominal de los transformadores de corriente y tensión.

P_{prim} = P_{sek} * K_{nu} * K_{ni}

Esta correlación es la misma para todos los tipos de red. En las redes trifásicas, la traducción nominal de todos los transformadores de tensión y transformadores de corriente debe ser la misma.

Ejemplo 1.2

Datos de la red: 300 MW, 110 kV

Transformador de medida:

K_{nu} = 110 kV / \sqrt{3} : (100 V / \sqrt{3} )= 1,1 *10^{3}
K_{ni} = 1200A /1A =1,2 *10^{3}

Valor de potencia en el lado secundario:

P_{Sek}= (300*10^{6}W):(1,0*10^{3}*1,2*10^{3}) = 300 : 1,2 \newline= 250 W

Transformador de corriente

Un transformador de corriente es un transformador cuyo devanado secundario está casi en cortocircuito. El circuito secundario debe estar siempre cerrado. El funcionamiento con un circuito de corriente abierto (sin carga, devanado secundario abierto), debido a la inexistencia de inducción mutua y a la consiguiente multiplicación de las pérdidas de hierro, provoca un calentamiento importante del núcleo del transformador y, en casos extremos, una explosión. Debido a la gran relación entre el devanado primario y el secundario, en este caso puede producirse una tensión elevada y peligrosa en los bornes del devanado secundario, que también puede provocar la formación de arcos entre los devanados. Por estas razones, no deben utilizarse fusibles en el circuito secundario.

Puesta a tierra del devanado secundario

Por razones de seguridad, el devanado secundario de un transformador de corriente instalado en una red de alta tensión se conecta a tierra por un lado para evitar que el personal de servicio corra peligro debido a la alta tensión en caso de rotura del aislamiento del devanado. Este requisito se define en la norma VDE 0100 para los transformadores de medida a partir de la serie 3 (tensión de servicio 3 kV).

La puesta a tierra del devanado secundario no es obligatoria para las series 0,5 y 1. Sin embargo, a menudo es necesaria por razones técnicas, para crear un punto de referencia definido en un circuito de corriente y disipar a tierra las tensiones parásitas.

Valor nominal I2n

Los valores nominales normalizados de las corrientes secundarias son:
1 A, 2 A y 5 A.

Clases de precisión de los transformadores de corriente

Los transformadores de corriente se fabrican en las clases 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5.

Designación de los bornes del transformador de corriente

De acuerdo con la norma DIN 0414, las designaciones de los terminales para el devanado primario son K y L y k y l para el devanado secundario.

K en el lado del generador y L en el lado del consumidor.

Designación de terminales en transformadores de corriente según DIN 0414.

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