CAPITULO V TC Y TP

CAPITULO V
TRANFORMADORES DE CORRIENTE Y DE POTENCIAL

Los transformadores de instrumento son transformadores de corriente (TC) o de potencial (TP), que sirven para conectar a través de ellos aparatos de protección y de medición a la red de alta tensión. Esto permite que el equipo de protección no represente riesgo para el personal y que se pueda usar en cualquier nivel de tensión.5.1.TRANSFORMADORES DE CORRIENTE
El transformador de corriente (TC) es un transformador cuyo devanado primario está conectado en serie en el circuito de fuerza cuya corriente será medida o controlada. El devanado primario del TC en algunos casos es el cable o barra del sistema que se enlaza con el secundario a través del núcleo del TC. También puede haber TC con primario devanado de una o más espiras(vueltas).
Los transformadores de corriente se usan ampliamente para reducir las corrientes de valores elevados que se tienen en los sistemas de potencia a valores normalizados (de 1, 5 y 10 A) que se emplean en los esquemas de medición y protección. Actualmente se están comercializando los transformadores de instrumento de tipo óptico que en un futuro no muy lejano sustituirán a los transformadores decorriente (TC) y de potencial (TP) convencionales. Con la demanda de potencia relativamente alta de relevadores y equipo de medición electromecánico se tenían graves problemas por la limitada potencia de los transformadores de corriente, sin embargo el equipo estático y digital moderno ha eliminado esta dificultad.
5.1.1- El error en los TC.
La operación del transformador de corriente se caracterizapor la ecuación de las fuerzas de magnetización, de acuerdo a la cual, la suma geométrica de las fuerzas de magnetización de los devanados primario y secundario da la fuerza resultante Imagw1 que forma el flujo magnético principal T, es decir:
I1W1 + I2W2 = Imag.W1 (5.1)
Si Imag = 0, entonces: (5.2)
Donde: aT =W2 / W1 relación de transformación del TC.
Cuando lacorriente de magnetización es cero, el TC trabaja sin error, según se ve en (5.2). La corriente en el secundario se encuentra desfasada en 180o con respecto a la corriente en el primario. En la práctica, la corriente de magnetización no puede ser cero. Considerando esto y sustituyendo en la expresión (5.1) queda:
(5.3)
De la expresión anterior se ve que en realidad la corriente secundaria I2 difierede la corriente teórica (2) en el término Imag / aT la cual causa la alteración en magnitud y en fase de la corriente secundaria. Debido a la presencia de la corriente de magnetización, en el devanado secundario del TC, se transforma sólo parte de la corriente en el primario, lo cual causa el error en el TC.
El principio de funcionamiento, el diagrama equivalente y el diagrama vectorial del TC semuestran en la figura 5.1.
En el esquema equivalente y en el diagrama vectorial se conviene en que la corriente I’1 y la impedancia Z’1 están referidas al número de espiras del devanado secundario y la corriente I2 se encuentra desfasada en 180o en relación a su dirección real.
La alteración que causa la corriente de magnetización se observa en el diagrama (fig. 5.1c), que fue construido sobre labase del esquema equivalente (fig.5. 1b).
En el diagrama equivalente, la unión magnética entre el devanado primario y secundario, se sustituye por unión eléctrica y todos los parámetros del lado primario se refiere al número de espiras del secundario.



Fig.5.1.- Principio de operación de los transformadores de corriente. a).- principio de operación. b).- Esquema equivalente. c).- Diagramafasorial.
Como punto de partida para la construcción del diagrama vectorial se toma la corriente secundaria I2. La tensión secundaria V2 es igual a la caída de tensión en la impedancia de la carga:

El vector de la fuerza electromotriz E2 es la suma de la tensión V2 y la caída de tensión en la impedancia secundaria.
La impedancia del devanado secundario es: , y la fuerza electromotriz . o en...