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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 =


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 =


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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


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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%-#" &" #% !%##%


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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


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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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