MANTENIMIENTO DE SUBESTACIONES ELECTRICAS
Enviado por ThaniaM • 23 de Marzo de 2014 • 2.247 Palabras (9 Páginas) • 225 Visitas
MODULO II - 5 TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTOS.doc
6.4. Transformadores de Instrumentos.
Los aparatos de medida y los relés de protección no pueden soportar, por lo general,
ni elevadas tensiones ni elevadas corrientes, ya que de lo contrario se encarecería
sobremanera su construcción. Por otra parte es conveniente evitar la presencia de
elevadas tensiones en aquellos dispositivos que van a estar al alcance de las
personas.
Son éstas las principales razones para la utilización de los transformadores de medida
y protección, a través de los cuales se pueden llevar señales de tensión y corriente,
de un valor proporcional muy inferior al valor nominal, a los dispositivos de medida y
protección. Se consigue además una separación galvánica, (entre las magnitudes de
alta y baja tensión), de los elementos pertenecientes a los cuadros de mando, medida
y protección con las consiguientes ventajas en cuanto a seguridad de las personas y del
equipamiento.
Como las mediciones y el accionamiento de las protecciones se hallan referidas, en
última instancia, a la apreciación de tensión y corriente, se dispone de dos tipos
fundamentales de transformadores de medida y protección:
¾ Transformadores de tensión.
¾ Transformadores de corriente.
Normalmente estos transformadores se construyen con sus secundarios, para corrientes
de 5 ó 1 A y tensiones de 100, 110, 100/ 3 , 110/ 3 V.
Los transformadores de corriente se conectan en serie con la línea, mientras que los de
tensión se conectan en paralelo, entre dos fases o entre fase y neutro. Esto en sí,
representa un concepto de dualidad entre los transformadores de corriente y los de tensión
que se puede generalizar en la siguiente tabla y que nos ayuda para pasar de las funciones
de un tipo de transformador al otro.
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6.4.1. Transformadores de corriente.
Son aparatos en que la corriente secundaria, dentro de las condiciones normales de
operación, es prácticamente proporcional a la corriente primaria, aunque ligeramente
desfasada. Desarrollan dos tipos de función: transformar la corriente y aislar los
instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión.
El primario del transformador, que consta de muy pocas espiras, 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.
Las espiras del arrollamiento primario suelen ser una o varias, las cuales se pueden a su vez
dividir en dos partes iguales y conectarse en serie o paralelo para cambiar la relación, y
atraviesan el núcleo magnético, cuya forma suele ser cerrada tipo toroidal o puede tener un
cierto entrehierro, sobre el cual se arrollan las espiras del secundario de una forma uniforme,
consiguiendo así reducir al mínimo el flujo de dispersión. Este arrollamiento es el que se
encarga de alimentar los circuitos de intensidad de uno o varios aparatos de medida
conectados en serie.
Se puede dar también la existencia de varios arrollamientos secundarios en un mismo
transformador, cada uno sobre su circuito magnético, uno para medida y otro para protección.
De esta forma no existe influencia de un secundario sobre otro.
Si el aparato tiene varios circuitos magnéticos, se comporta como si fueran varios
transformadores diferentes. Un circuito se puede utilizar para mediciones que requieren
mayor precisión, y los demás se pueden utilizar para protección. Por otro lado, conviene que
las protecciones diferenciales de cables o transformadores de potencia y de distancia se
conecten a transformadores de corriente independientes.
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aislamientos a base de papel y aceite dentro de un recipiente metálico, con aisladores
pasatapas de porcelana. Actualmente se utilizan resinas dentro de un aislador de
porcelana, o gas SF6 y cubierta de porcelana.
La tensión del aislamiento de un transformador de corriente debe ser, cuando menos, igual a
la tensión más elevada del sistema al que va a estar conectado.
Para el caso de los transformadores utilizados en protecciones con relés digitales se
requieren núcleos que provoquen menores saturaciones que en el caso de los relés de tipo
electromagnético, ya que las velocidades de respuesta de las protecciones electrónicas son
mayores.
Los transformadores de corriente pueden ser de medición, de protección, mixtos o
combinados.
Transformador de medición. 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.
Transformadores de protección. 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 treinta veces la corriente nominal.
En el caso de los relés de sobrecorriente, sólo importa la relación de transformación, pero en
otro tipo de relés, como pueden ser los de impedancia, se requiere además de la relación de
transformación, mantener el error del ángulo de fase dentro de valores predeterminados.
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 para los
circuitos de medición y uno o dos circuitos más, con sus núcleos adecuados, para los
circuitos de protección.
Transformadores combinados. Son aparatos que bajo una misma cubierta albergan un
transformador de corriente y otro de tensión.
Se utilizan en estaciones de intemperie fundamentalmente para reducir espacios.
Descripción de los transformadores de corriente.
Los componentes básicos son:
Aislamiento externo: el aislamiento externo consta de una envolvente
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