INGENIERÍA ELÉCTRICA

NOVENO SEMESTRE

SUBESTACIONES Y REDES DE DISTRIBUCIÓN

UNIDAD 3 EQUIPO SECUNDARIO

“TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTO”

DOCENTE: ING. JUAN MANUEL ZAVALA PIMENTEL

ALUMNOS:

DIAZ ZAVALA CARLOS

KINIL CERVERA EYDER

ORTEGA GARCÍA DANTE

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Los transformadores para instrumento son parte esencial en un sistema eléctrico debido a

que se hace posible la medición de los parámetros como voltaje y corriente, tanto para la

medición, como para el control y protección del sistema eléctrico.

Para mediciones eléctricas en alta tensión, generalmente no es posible la conexión

directa de los aparatos de medición a los circuitos de alta tensión, ya que su potencial

respecto a tierra es elevado, lo que representa un peligro para quienes se acercan al

tablero o instrumentos. Además de que los aparatos de medición pierden precisión

debido a las fuerzas electrostáticas.

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Valores estándar para TC´s:• 5 AMP para América otros

• 1 AMP para Europa

(segundo estándar)

Valores estándar para TP´s• 120 volts F-F para América y

110 volts para Europa

• 69.3 volts F-N en América

La función de los transformadores de corriente y voltaje (normalmente conocidos como

transductores) es para transformar las corrientes y voltajes del sistema de potencia a

pequeñas magnitudes y para proveer aislamiento galvánico entre la red de potencia y los

relevadores y otros instrumentos que son conectados a los devanados secundarios de los

transductores.

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APARATO SUMINISTRANDO UNA TENSION MAS BAJA Y

PROPORCIONAL A LA TENSION POR MEDIR.

APARATO SUMINISTRANDO UNA CORRIENTE MAS DEBIL Y

PROPORCIONAL A LA TENSION POR MEDIR.

JUEGO DE BARRAS

T.C.

T.P.

TRANSFORMADORES DE CORRIENTES (T.C.) TRANSFORMADORES DE POTENCIAL (T.P.)

La función de los transformadores es para

proveer señales de corriente y voltaje a

relevadores y medidores, los cuales están

fielmente reproduciendo las correspondientes

cantidades primarias.

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V=115 VOLTS

CONEXIÓN DE LOS TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTOS

A V

SECUNDARIO

PRIMARIO

I = 5 AMPERES

I = 200 AMPERES

PRIMARIO

SECUNDARIO

150 000 V.

n1

n2

u1

u2

I1

I2

=

=

=

=

=

=

NUMERO DE ESPIRAS PRIMARIAS

NUMERO DE ESPIRAS SECUNDARIAS

TENSION EN LAS TERMINALES DEL PRIMARIO

TENSION EN LAS TERMINALES DEL SECUNDARIO

CORRIENTE EN EL PRIMARIO

CORRIENTE EN EL SECUNDARIO

PARA LOSDOS TIPOS

DE APARATO

V2

I2

I1

n2

n1

V1

V1 n1 I2V2 n2 I1

= =RELACION DE TRANSFORMACION:

Conexión de los transformadores

TC´s TP´s

TABLA DE EQUIVALENCIAS:5

Clasificación de los transformadores para instrumento:6

TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTO

TRANSFORMADORES

DE CORRIENTE

TIPO

BUSHING

TIPO

PEDESTAL

TRANSFORMADORES

DE POTENCIAL

TP´SDP´S

DISPOSITIVO

CAPACITIVO

DE POTENCIAL

Tipos de TC´s:

Existen básicamente 2 tipos de TC’s:

1. Bushing o Tipo Boquilla.- TC`s integrados a un equipo primario. Son del tipo de dona y se

encuentran alojados en la parte interior de las boquillas de los interruptores, transformadores o

restauradores

7

Tipos de TC´s:

2.- Pedestal.- TC separado del equipo primario. Los devanados de un TC pueden ser de relación

fija, doble relación o relación múltiple. La relación de transformación se expresa con un número

quebrado, el numerador es el valor de la corriente primaria en amperes y el denominador es la

corriente secundaria referida a 5 Amperes.

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CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LOS TC´S:

Para la carga normal, la corriente secundaria del TC no debe exceder de 5 A.

5 A. < In/RTC

Donde: In.- Corriente de carga máxima del circuito. Y RTC.- Relación de transformación del TC

La corriente máxima de corto circuito en el lugar donde se va a instalar el TC no debe ser mayor

de 20 veces el valor nominal primario.

Las Normas ANSI definen la clase de precisión como el error máximo admisible, en porciento que

un transformador de instrumento puede introducir cuando se usa para medición de potencia. Las

clase de precisión normalizadas son las siguientes: 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 1.2, 3.0, 5.0

Para calibración y laboratorio se usa la precisión de 0.1, en medición para fines de facturación en

industrias se usa 0.5-0.6, para tableros 1.2 y para protección de 3 a 5%.

9

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE LOS TC´S:

Tipo de instalación (interior o intemperie)

Nivel de aislamiento (tensión máxima permanente admisible de servicio Um en KV)

Relación de transformación nominal.

Clase de precisión.

Potencia nominal

Numero de secundarios

Resistencias a los esfuerzos térmicos y dinámicos.

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Tipos de TP´s:

1.-Transformador de potencial inductivo

Consiste en un arrollamiento primario y un arrollamiento secundario dispuestos sobre un

núcleo magnético común. Las terminales del arrollamiento primario es concitada a la

línea, mientras que los arrollamientos secundarios son conectados al equipo de medición

o protección.

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Clases de precisión para TC´s de

medida:0.1 – 0.2 – 0-5 – 1.0 – 3.0

Clases de precisión para TC´s de

protección:3P – 6P

Tipos de TP´s:

2.-Transformador de potencial capacitivo (dispositivo de potencial capacitivo)

Son utilizados cuando se trabajan con tensiones iguales o superiores a 220 kV, se

componen básicamente de un divisor de tensión capacitivo consistente en varios

condensadores conectados en serie, contenidos dentro de aisladores huecos de

porcelana, con el fin de obtener una tensión intermedia. Tiene una inductancia que

compensa la reactancia capacitiva del divisor.

Se utiliza igual que un TP inductivo salvo que le afectan otros factores en su precisión:

como son las variaciones de frecuencia, las variaciones de temperatura y estabilidad en

el tiempo.

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Tiene una preparación

opcional para la onda

portadora

Tipos de TP´s:

2.-Transformador de potencial capacitivo (dispositivo de potencial capacitivo)

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BÁSICO

Ve = XC1 I + XC2 I

Vs = XC2 I

IXC

IXCXC

Vs

Ve

2

21 )(

21

2

XCXC

XCVeVs

21

2

CC

CVeVs

RED DE TIERRAS

CONEXIÓN A TIERRA

CABLE DE CONTROL

TPC

Is

BARRA DE A.T.

Transformador de Potencial Inductivo contra Dispositivo Capacitivo de Potencial:

Se utiliza igual que un TP inductivo salvo que le afectan otros factores en su precisión:

como son las variaciones de frecuencia, las variaciones de temperatura y estabilidad en

el tiempo.

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Transformador de potencial inductivo Dispositivo capacitivo de potencial

Tiene una respuesta rápida en

régimen transitorio (recomendado

ante exigencias rápidas en

protecciones.

----------------------------------------

Utilizado para medida y

protección.

Respuesta en régimen transitorio

no tan rápida como la del tipo

inductivo.

----------------------------------------

Tiene la opción de medida y

protección y de manera adicional

permite utilizar la línea de alta

tensión para comunicación y

telemando gracias a su

capacidad de ondas portadoras

de 30 a 500 kHz.

Arreglos en TP's:15

Estrella aterrizada.

Arreglos en TP's:16

Delta abierta.

Arreglos en TP capacitivo:17

INTERRUPTOR

CUCHILLADESCONECTADORA

TPC

TPC

CABLEDE CONTROL

RED DETIERRAS

BARRA A.T.

La figura muestra un arreglo de barras

de subestación conteniendo un

interruptor y una cuchilla entre dos

transformadores de potencial

capacitivo. En donde la salida

secundaria suministra la tensión baja.