ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y COMPUTACIÓN

I TÉRMINO 2013

LABORATORIO DE SISTEMAS DE POTENCIA

REPORTE # 2

PRUEBAS PARA UN TRANSFORMADOR DE CORRIENTE

NOMBRE:ERICK CONDE

PROFESOR:ING. ALBERTO HANZE

PARALELO:4

OBJETIVOS:

Obtener la relación de transformación de un transformador de corriente (TC). Determinar la carga conectada al TC.

EQUIPOS Y MATERIALES:

Equipo CPC 100 Transformador de corriente Westinghouse 100:5 CL. 25-400, 0.6 KV Transformador de corriente JKW-3 General Electric 100:5 CL 5, 60 KV

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA:

Los transformadores de corriente son equipos eléctricos encargados de transformar un nivel de corriente alto a uno más bajo de manera que sea accesible para ser utilizada. Un transformador de corriente tiene dos principales usos, sirven para darle la información de corriente a los sistemas de protección o para alimentar a los equipos de medición.

Para los transformadores de corriente la corriente normalizada en el secundario es de 5 A por lo que en la mayoría de los casos, los transformadores reducen la corriente primaria a 5A. Los transformadores de corriente normalmente se denominan por la siguiente relación de transformación:

n= InpIns

Donde:

n: Es la relación de transformación

Inp: Es la corriente Nominal del lado del primario.

Ins: Es la corriente Nominal del lado del secundario.

Los transformadores de corriente siempre deben tener su carga (burden) conectada en el secundario, es decir, nunca deben de operar con el circuito secundario abierto porque se pueden presentar daños graves debido al excesivo voltaje. Esta es la razón por la cual, en el secundario el transformador de corriente posee un par de tornillos con una placa pequeña de metal que sirve para poner el secundario en cortocircuito en caso de que este no vaya a ser utilizado y se encuentre aún conectado en el sistema.

Figura 1. Circuito equivalente del transformador de corriente

Debido a que el transformador de corriente posee, aunque pequeñas, pérdidas de potencia activa debido a la resistencia del devanado, debido a las pérdidas del núcleo, pérdidas de conducción y de la carga aplicada la medición de la relación de transformación medida en los instrumentos no es la precisa. A esto se le llama el error que producen los transformadores de corriente y está definido por las normas IEC-60044-1. Y se relaciona directamente con el factor de corrección que mide la relación de transformación real en comparación con la relación de transformación nominal.

TABLA 1. Clase de medición estándar y factor de corrección para la relación de transformación de transformadores de corriente

La carga de los transformadores de corriente también generan errores en la medición y éstas también están normalizadas. Estas cargas deben conocerse y normalmente los fabricantes de los instrumentos proporcionan ese dato. La siguiente tabla expone las cargas según las normas teniendo las cinco primeras que son de medición y las siguientes que son de protección.

TABLA 2. Burden estándar para corrientes de 5a en el secundario

PROCEDIMIENTO:

Encontrar la relación del TC

1. En el equipo CPC-100 seleccionar la tarjeta de prueba “Relación TC (con carga)” 2. En la tarjeta de prueba seleccionar un rango de inyección de corriente de 800 A los cuales

son procedentes de la salida AC OUTPUT.3. Ajustar como I prim la corriente nominal del TC (Westinghouse), que en nuestro caso de

100 A4. Seleccionamos la casilla “Auto”, de esta manera la prueba se detiene automáticamente

una vez efectuada la medida5. Conectar de forma correcta la carga a ser alimentada simulando el burden del

transformador de corriente, caso contrario se produciría un alto-voltaje en el secundario del TC

Fig. 1 Conexión para la determinación de la relación de transformación real.

Encontrar la carga conectada al TC.

1. En el equipo CPC-100 seleccionar la tarjeta de prueba “Relación TC (con carga)” 2. En la tarjeta de prueba seleccionar un rango de inyección de corriente de 800 A los cuales

son procedentes de la salida AC OUTPUT.3. Ajustar como I prim la corriente nominal del TC (General Electric), que en nuestro caso de

100 A.

4. Seleccionamos la casilla “Auto”, de esta manera la prueba se detiene automáticamente una vez efectuada la medida.

5. Seleccionamos la casilla “Medir carga”.6. Conectar de forma correcta la carga a ser alimentada simulando el burden del

transformador de corriente, caso contrario se produciría un alto-voltaje en el secundario del TC.

Fig. 2 Conexión para la determinación de la carga del TC.

RESULTADOS OBTENIDOS:

Relación de transformación del TC

A traves del primario del TC se hizo circular la corriente nominal del TC (Westinghouse), el cual es 100A; además se conectaron diferentes cargas al secundario del transformador de corriente, los cuales simulan el burden del TC.En la siguiente tabla se detalla los resultados obtenidos, el cual corresponde a la relacion de transformación (Ratio) del TC.

I test (A) Burden(Ω) I prim(A) I sec (A ) Ratio100 1 100.04 3.3458 100:3.3458100 0.440 100.04 4.5252 100:4.5234100 0.220 99.990 4.7440 100:4.7445100 0.110 99.990 4.7704 100:4.7709100 0.050 99.980 4.8717 100:4.8727

100 0.025 99.980 4.9373 100:4.9382100 0 99.980 5.0283 100:5.0293

El valor de placa del Ratio del TC es 100:5, pero observamos que este valor no se conserva a medida que la carga en el burden aumenta.

Si el burden del TC es alta, la corriente en el secuandario va a disminuir, como consecuencia el Ratio del TC varía tal como se muestra en la tabla, por lo general esta carga es muy baja, ya que representa la resistencia del equipo de medición que se conecte al secundario del TC, caso contrario se generan errores en la medición.

Carga conectada al TC

A traves del primario del TC se hizo circular la corriente nominal del TC (General Electric), el cual es 100A; además se conectaron diferentes cargas al secundario del transformador de corriente, los cuales simulan el burden del TC.

En la siguiente tabla se detalla los resultados obtenidos, el cual corresponde al valor de la carga que se conecto al TC, asi como también el voltaje en el secuandario del TC.

I test (A) I prim(A) I sec (A ) V sec (V ) Burden(VA) Burden (Ω)100 99.980 4.9976 4.7484 23.753 0.95100 99.980 4.9994 2.2058 11.030 0.44100 99.970 4.9999 1.3797 6.8990 0.28100 99.980 5.0016 627.7*10−3 3.3620 0.12

El voltaje en el secundario del TC debe ser de un valor muy pequeño, cercano a 0V; debido a que el burden es cercano a 0Ω. Se observa que, cuando el voltaje en el secundario es alto, se debe a que el burden también fue de un valor significativo.

CONCLUSIONES

Se determinó la relación de transformación del TC, además este valor puede variar, si el burden del TC es de un valor significativo, de esta manera también se verifica que los TC poseen un porcentaje de error en la medición.

BIBLIOGRAFÍA: "Reference Manual" del CPC 100 de OMICRON. Manual del Usuario del CPC 100