PE REPC 1556 B2.3
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TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
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Definicin
Transformador en el cual la corriente secundaria es
prcticamente proporcional a la corriente primaria yest desfasada de ella un n ulo cercano a cerorados
Tipos segn su construccin fsica!rimario pasante
!rimario en "#$
Tipo %entana
Tipo &u'e
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TiposPrimario pasante:N(cleos en la parte
superior del TC
Primario en U:N(cleos en la parte
inferior del TC
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Tipo ventana:Transformador sin primario
propio) construido con unaa&ertura a tra%*s del n(cleopor donde pasa un conductor+ue forma el circuito primario
TiposTipo buje:
Transformador tipo%entana para ser instalado en un&u'e de un e+uipo el*ctrico
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Marcacin de terminales
TERMINALESPRIMARIOS
TERMINALESSECUNDARIOS
TERMINALESPRIMARIOS
TERMINALES
SECUNDARIOS1S1
P2
TRANSFORMADOR DERELACIN SIMPLE
CONEXIN PRIMARIOEN SERIE O EN PARALELO
DOBLE RELACIN
MULTIRELACIN CON DERIVACINEN EL DEVANADO SECUNDARIO
TRANSFORMADOR CON DOS DEVANADOSSECUNDARIOS CADA UNO CON SU
PROPIO NCLEO MAGNTICO
P1
P1
P2
P2
1S2 2S22S1
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Es+uemas de cone,in
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Cone,in para deteccin de corriente residual
Es+uemas de cone,in
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Caracter-sticas t*cnicas
Corriente primaria asignada
!ara relacin sencilla!ara relacin m(ltiple
Gama extendida de corriente!orcenta'e de la corriente primaria asi nada +ue el e+uipo de&e
soportar continuamente./01) .201 y /001
Corriente secundaria asignada.) / y 2 amperios
C ase de precisin0). 3 0)/ 3 0)2 3 . 3 4 3 2 para TC de medida2! 3 .0! para TC de proteccin
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!actor mite de precisin
Relacin entre la corriente t*rmica de cortocircuito asi nada yla corriente primaria asi nada) para la cual el transformador decorriente de&e cumplir con el l-mite de error
2 3 .0 3 .2 3 /0 3 40
.0!/0 5!recisin del .01 a /0 %eces la corriente nominal6
Carga de precisinEs la impedancia del circuito secundario en o7mios a un factorde potencia determinado para la cual se especifican las
condiciones de precisin8 Se e,presa como potencia9alores normali:ados; /)2 3 2 3 .0 3 .2 y 40 9A
Caracter-sticas t*cnicas
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Funcionamiento de los TC
Esquema equivalente de un TC.
!articularidades del TC;< El arrollamiento primario est conectado en serie con la red su corrienteno depende de la car a secundaria8
< No est sometido a una tensin constante) *sta %ar-a permanentemente conlas %ariaciones de la I primaria para randes ma nitudes de corriente) yse (n la impedancia secundaria) el n(cleo puede saturarse8
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=as e,presiones +ue descri&en el comportamiento electroma n*tico deun transformador de corriente son las mismas +ue las de cual+uiertransformador;
= NpVpVs
Vp
Ns
Np = = NsVs
0=+ Is Ns Ipc Np Ipc Is
Ns Np =
Funcionamiento de los TC
e Np Rel
Imag
=
=as e,presiones anteriores si nifican +ue los amperios %uelta primario y
secundarios son i uales pero en sentido opuesto) por lo +ue se cancelan slo la corriente de ma neti:acin produce flu'o ma n*tico en el n(cleo
dt
d N V =
=as e,presiones anteriores si nifican +ue el flu'o y la tensin en &ornes del TCson proporcionales) por lo +ue cuando la tensin es muy alta el n(cleo sepuede saturar
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A mayor corriente primaria mayor corriente secundaria8
A mayor corriente secundaria mayor tensin secundaria8
A mayor tensin secundaria mayor flu'o en el n(cleo8
A mayor flu'o en el n(cleo mayor corriente de ma neti:acin8
A mayor corriente de ma neti:acin menor porcin de la corrienteprimaria es refle'ada al secundario8
Ns
Np Ip Is =
( ) L R Rcond Rct IsVs ++= .
= NsVs
Np Rel
Imag
=
Imag Ip Ipc =
Funcionamiento de los TC
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Figura 2
Fi .; Ip pe+ue>a TC tra&a'a en la parte&a'a de la cur%a dema neti:acin8
Fi /; Ip aumenta TC tra&a'a en la parteintermedia de la cur%a dema neti:acin8
Fi 4; Ip contin(aaumentando TC puedelle ar a punto desaturacin8
Fi ?; Ip contin(aaumentando TC tra&a'aen la re in de saturacin Alta corriente dema neti:acin
Figura 1
Figura 3 Figura 4
Funcionamiento de los TC
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#na de las %erificaciones iniciales para e%aluar el comportamiento de un TC) consiste encalcular la tensin secundaria) &a'o las condiciones reales de operacin) y compararla conla tensin +ue puede desarrollar manteniendo la precisin dada por la especificacin8
"jemp o;#n TC ./00@. A) clase 2!/0) .2 9A) Rct; 2 o7mInstalado en un sistema con Icc; 4.)2 A y car a secundaria real conectada; 4 9A8
V IsVA Rct Is FLP Vs 400
11551202
1
1 =
+=
+=
V IsVA
Rct RTC I
Vs CC
21013
5120031500
2
2
2 =
+=
+=
Tensin permitida en elsecundario del TC se (n
la clase de precisin
Tensin desarrollada en elsecundario del TC) de
acuerdo con el sistema realal cual est conectado
"# TC "$ %&"CU%&' P%(% )%*T"*"( #% P("C+$+,* &U(%*T" "#"$T%&' "$T%-#" &" #% !%##%
Funcionamiento de los TC
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!Los picos de los primeros ciclos de la corriente de cortocircuito generalmentecausan la saturacin del ncleo La proteccin podr a no operar!
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De acuerdo con lo anterior resulta muy importante e%aluar el flu'o en el n(cleo durante losprimeros ciclos de la falla) ya +ue *ste es el causante de la saturacin
Con la si uiente e,presin se puede calcular el crecimiento del flu'o en el n(cleo del TC)asumiendo +ue no se presenta saturacin8
( )t senet N
R I P T t
= /2
21
2
Funcionamiento de los TC
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Caso .: (e acin /00:. %1 +cc230 4% "42500 6 (ct2.17 o8m (cond9 ( #2.1; o8m
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Caso
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El n(cleo de&e ser dise>ado con &ase en los si uientes factores;
=ssc: Factor para considerar el flu'o AC correspondiente al estado esta&lede la falla
=td: Factor para considerar el flu'o DC correspondiente al estadotransitorio de la falla
!or lo tanto la tensin l-mite secundaria 5Eal6) +ue corresponde al %alorrms de la tensin secundaria) a la frecuencia industrial) +ue de&e soportarel TC sin saturarse) para aranti:ar la operacin de la proteccin) sedetermina por;
)( Rb Rct Isn Kssc Ktd Eal +=
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=a si uiente e,presin permite calcular la tensin +ue de&e soportar el
n(cleo para +ue la corriente primaria sea transformada correctamente7asta un tiempo t) despu*s de la aparicin de la falla) y +ue d* el tiemposuficiente para la correcta operacin de la proteccin8
=a introduccin de " aps$ o entre7ierros en el n(cleo tiene el efecto dedisminuir el %alor de la constante de tiempo del circuito secundario 5Ts6 ypor tanto aumentar el tiempo antes de +ue el TC se sature despu*s de laocurrencia de la falla8
( )
+
= 1
2
21 P S T t T t
P S
S P
x ee
T T
T T
N
R I V
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T!B; TC de seccin suficiente para responder correctamente durante el per-odo
transitorio8 Refle'a &ien la componente aperidica8 Constante de tiempo del circuitosecundario) Ts) rande) entre 2 s y /0 s8
T! ; TC con pe+ue>os entre7ierros en el n(cleo para reducir el flu'o remanente8Refle'a &astante &ien la componente aperidica8 El %alor de Ts depende de losre+uerimientos de precisin y puede oscilar entre 0)4 s y / s8
T! ; TC con entre7ierros superiores a los del T! 8 Refle'a &ien la componente alternapero no la aperidica8 El %alor de Ts es del orden de 0 ms a 0 ms8 De&ido a losentre7ierros no es posi&le o&tener muc7a precisin a In8
=a utili:acin de entre7ierros disminuye la constante de tiempo secundaria) lo +ueretarda el crecimiento del flu'o y por lo tanto la saturacin del TC8
TP> con Ts 2 .0 s =td2
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(e acin .
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6erificacin de as caractersticas de TC para asegurarcorrecta operacin de a proteccin
"stado estab e de a fa a: Se de&e %erificar +ue la tensinsecundaria real no supere la tensin secundaria definida por la clasedel TC
+
+= 22 Is
VA Rct
RTC
I
Is
VA Rct Is FLP Vs RCC N N N
E'emplo;TC G00@. A) clase .0!/0) .0 9A ) Rct; ? o7m) Icc sistema; // A) &urden realconectado al secundario del TC; 0)2 9A
El TC mantiene la precisin durante el estado esta&le de la falla
V V Vs N 75,12315,04
80022000280
1104120 = += +=
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6erificacin de as caractersticas de TC para asegurar correctaoperacin de a proteccin
"stado transitorio de a fa a Bprimeros cic os :Se de&e %erificar +ue el TCcumpla con el re+uerimiento esta&lecido por el fa&ricante de la proteccin) conel fin de aranti:ar +ue *sta opere antes de la saturacin del n(cleo8
E'emplo;!ara el caso de la proteccin anterior el fa&ricante define el si uientere+uerimiento del TC;
El TC no cumple8 De&e cam&iarse la especificacin del TC; clase .0!40) .2 9A
Ipn Icc FLP 4 110
800220004 = FLP
2,625,04
10420 =
+
+=
+
+=
R
N N R Rb Rct
Rb Rct FLP FLP
1106,1265,04
15430 >=+
+= R FLP " TC cump e
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!ara los TCHs fa&ricados &a'o norma IEEE@ANSI es muy com(n encontrar elsi uiente re+uerimiento;
N
R
Rb Rb
Ipn Icc
R X
+ 120 >D(: (e acin de eEuiva entede fa a de circuito primario
E'emplo; #n TC relacin .200 A@2 A) C 00 est so&re una l-nea cuyo n ulo deimpedancia es ? 0 y el ni%el de cortocircuito es de . 4? A;
o Rb RTC Icc
R X
Vs + 1
( ) Rb A A
AV +
)5/1500(19349
148,3600 RbV 289600
ohm Rb 076,2Esto indica +ue el " burden +ue efecti%amente se puede conectar al TC de&e seri ual o inferior a /)0 o7m
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Disminuir la %elocidad de crecimiento del flu'o en el n(cleo tiene un efecto positi%o)ya +ue disminuye la tensin re+uerida por el TC para +ue la proteccin opere8
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Disminuir el tiempo de operacin de la proteccin tiene un efecto positi%o ya +uedisminuye la tensin re+uerida por el TC para +ue la proteccin opere
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#na proteccin con mayor tiempo de operacin 5t8 operac8 /6 podr-a no operarde&ido a la saturacin del n(cleo8
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