TRANSFORMADORE DE MEDIDATRANSFORMADOR DE CORRIENTE MODELO ELECTRICORefirindonos al diagrama que se muestra y haciendo las siguientes consideraciones:

Figura 1. Diagrama equivalente del Transformador de corriente o TC.En el diagrama:ZH = Impedancia propia del devanado de alta tensin.ZL = Impedancia propia del devanado de baja tensin.ZM = Impedancia de magnetizacin del transformador.ZC = Impedancia de carga en el secundario.IH = Corriente primaria.IL = Corriente que alimenta a la carga.IM = Corriente de magnetizacin.1: N = Relacin de transformacin RTC.

Condiciones de operacin normal.Bajo condiciones normales de operacin, la corriente secundaria ser 1/N veces la corriente primaria del TC y su diagrama vectorial de operacin ser aproximadamente el siguiente:

Figura 2. Diagrama fasorial de corrientes en secundario de transformador de corriente TC.

Esto tambin se puede entender si nos enfocamos en el nodo c de la figura 1, como ya sabemos el primario es conectado abriendo el circuito del cual se tomara la muestra de corriente teniendo as la corriente IH, que al ser reflejada al lado secundario por la misma relacin de transformacin del transformador 1:N se tiene a nivel secundario IH/N, esta es la corriente que entra al nodo c, si observamos hay dos corrientes que salen del mismo nodo, las cuales son IL y IM, por lo cual estas corrientes se relacionan vectorialmente como:

Donde el error de relacin que representan la corriente de magnetizacin IM y el ngulo son despreciables, en la figura 2 han sido exagerados para poder ser observados, es decir que bajo condiciones normales de operacin la corriente IH/N es prcticamente la misma corriente IL debido a que el desfasamiento entre ambas es despreciable y la corriente de magnetizacin es muy pequea.

La corriente primaria es demasiado grande.

Cuando la corriente primaria IH crece, la corriente IH/N secundaria ser proporcionalmente ms grande. Supongamos que la corriente del primario IH es mayor a la especificada en el diseo delTC, las corrientes secundarias IM de magnetizacin e IL corriente que alimenta la carga, crecern tambin esto debido a la relacin vista anteriormente al analizar el nodo c del circuito equivalente del transformador.

Al crecer IM la excitacin del ncleo ser mayor y como lo habamos dicho, el efecto que se presentara ser similar a la disminucin de ZM provocando un crecimiento mayor de IM que de IL, y as un incremento en el error de relacin de transformacin y en el ngulo desde fase como se puede observar en el diagrama fasorial de la figura 3.

Figura 3. Diagrama fasorial bajo condiciones de corriente primaria mayor, desfase y magnitud de corriente secundaria cambian debido al incremento de corriente de magnetizacin.

Efectos del incremento de la IM en el transformador: Los parmetros que establece el fabricante del TC cambian. El ncleo se satura. Se reduce la vida til del transformador. El ncleo se sobrecalienta. El ngulo de desfase entre corriente primaria y secundaria es totalmente diferente debido a que IM ya no se desprecia como antes.

La impedancia de carga es demasiado grande.

Cuando la carga ZC tiene una magnitud mayor a la que el TC puede alimentar el voltaje entre las terminales cd de la figura 1, ser mayor para un valor de IH que el transformador normalmente debe soportar sin problemas, al ser mayor Vcd, la corriente de magnetizacin IM crecer logrando un efecto similar al anterior.

Por lo cual ZC debe ser pequea segn el diseo del TC, ya que es la que alimenta la conexin serie de las bobinas de corriente de equipos de proteccin y medicin, si ZC sobrepasa lo que el TC soporta la corriente de carga disminuye por ende la corriente de magnetizacin aumenta debido a que la corriente del primario se mantiene constante, lo que provoca el aumento del flujo magntico y las mismas consecuencias vistas anteriormente por el incremento de IM.

El circuito secundario est abierto.

Cuando el circuito secundario est abierto, toda la corriente primaria servir para magnetizar el ncleo, provocando que el voltaje secundario crezca hasta un valor dado por:

Que normalmente es lo suficientemente grande para provocar la ruptura del aislamiento entre espigas y algunas veces, la explosin del TC.

Si la excitacin del ncleo dada por IM es grande y varia en forma repentina, como lo puede ocasionar una corriente de falla elevada, el ncleo puede quedar magnetizado y provocar errores de relacin aun dentro de los valores especificados para el TC.

Es decir que si se conecta el TC solo en el primario y se deja sin conectar en el secundario esto ocasionara que toda la corriente reflejada del primario al secundario alimente a ZM lo cual es malo debido a que toda la corriente IH/N se convertira en la corriente de magnetizacin IM elevando muchsimo el flujo magntico e induciendo as una grandsima cantidad de tensin en ZM lo cual provocara que los aisladores del TC no soporten tal nivel de tensin y entren en ruptura lo cual podra provocar que el TC llegase a explotar.

TRANSFORMADORES DE TENSIN

Transformador de t ensin inductivo

La norma CEI que contempla este material es la 60044-2.

Mientras que la tensin primaria se mantenga relativamente constante (es lo usual en cualquier red en condiciones normales), tambin se mantendr estable la fuerza electromotriz, elflujo y la intensidad de excitacin aunque vare la carga secundaria ("burden") dentro de los lmites que fijan las normas.

No obstante, en condiciones de falta en la red, el TT que alimenta protecciones, debe poder trabajar dentro de unos lmites predeterminados de error con tensiones muy variables (por ejemplo desde el 5 % hasta el 150 %de la nominal). El error del transformador, en cualquier caso, es la diferencia (vectorial) entre Vp y Vs.

Se obtiene:

Siendo: Rcc + jXcc = (Rp+ R5 ) + j. (Xp+ X5 ) , la impedancia de cortocircuito del transformador vista desde el secundario. Si el secundario est abierto (ls = 0), el nico error es el que crea la corriente de excitacin en la impedancia primaria (Rp + jXp).Ie;

Como la diferencia Vp- Vs es un nmero complejo (con mdulo y argumento), se puede hablar de error de tensin (o de relacin) y error de ngulo (o de fase). Estos conceptos aparecen en el diagrama vectorial aproximado de la Figura 3.29, que representa las ecuaciones E3.46, y en la que se ha exagerado, para una mejor visualizacin, las cadas de tensin internas del transformador. Obsrvese que se indican los errores de tensin y ngulo separadamente para la condicin de vaco y de carga. As se tienen:

El error total de tensin en carga es e + c. Los errores de tensin tal como han sido definidos son absolutos y estn expresados en voltios referidos al secundario. Normalmente, el error de tensin se expresa en porcentaje segn la expresin:

Siendo Kn la relacin nominal del transformador de tensin. El error de ngulo es la diferencia de fase entre la tensin primaria y secundaria. El error es positivo cuando la tensin secundaria avanza a la tensin primaria. Se expresa en minutos o centiradianes (1 min aprox. = 0,03 Crad).

Los TTs para proteccin deben corresponder a una clase normalizada de TTs para medida y adems cumplir con la clase de precisin requerida para proteccin. En ambos casos, los errores mximos de tensin y desfase se especifican para cualquier carga ("burden") comprendida entre el 25% y el 100% de la carga de precisin con un factor de potencia de 0,8 inductivo. La clase de precisin para proteccin se expresa por un nmero seguido de la letra P, el nmero indica el error de tensin mximo admisible que puede presentar cuando el primario recibe una tensin comprendida entre el 5% de la nominal y la tensin correspondiente al factor de tensin nominal (esta ltima tensin es un valor de 1,2 1,5 1,9 veces la tensin nominal). Las clases de precisin normales son 3P y 6P cuyos errores lmites se definen en la tabla siguiente (Norma CEI 60044-2).

Transformadores de tensin capacitivo

el esquema de principio se muestra en la Figura 4

El circuito equivalente se muestra en la Figura 5. La resistencia R' p comprende la resistencia del transformador T, as como la resistencia de la bobina L (la de su arrollamiento y sus prdidas en el hierro). La reactancia X' engloba la reactancia de L y la reactancia del primario del transformador T. La inductancia L se ajusta de forma que a la frecuencia nominal, el valor de X' iguala a la reactancia capacitiva de C1 + C2 con lo cual la cada de tensin entre A y C es cero. De esta manera el circuito equivalente del TTC se convierte en el circuito equivalente de un transformador inductivo (Figura 35) en el que no existe X' p