Transformadores de medicion

FACULTAD DE INGENIERÍA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA

ÁREA

MÁQUINAS, DISPOSITIVOS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS

CÁTEDRA

DISPOSITIVOS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS II

TRANSFORMADORES DE MEDIDA

Año 1.996
Revisado 2.009

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| Ing. Cristóbal Giménez GallurProfesor AdjuntoDispositivos e Instalaciones Eléctricas I |

Contenidos

1 Transformadoresde medida 3
1.1 Generalidades 3
1.2 Transformadores de corriente 4
1.2.1 Condiciones ambientales 4
1.2.2 Definiciones 4
1.2.3 Consideraciones relativas a la relación de transformación 6
1.2.4 Parámetros normalizados 7
1.2.5 Breve estudio de los errores del transformador de corriente 8
1.2.6 Consideraciones particulares para los transformadores de corriente de medición 11
1.2.7Consideraciones particulares para los transformadores de corriente de protección 12
1.2.8 Selección de transformadores de corriente 13
1.2.9 Ejercicios y problemas 13

Transformadores de medida
Generalidades
Los transformadores de medida son dispositivos eléctricos que transforman magnitudes eléctricas, intensidades y tensiones, en otras del mismo tipo adecuadas para los aparatos que se les conectan:instrumentos de medida, contadores de energía, relevadores de protección, etc.
Cuando se trata de medir tensiones en sistemas de MT y AT, el uso de resistencias multiplicadoras es inapropiado dadas las dificultades de aislamiento que tal proceder acarrearía y siendo además que el valor de las resistencias y sus consumos alcanzaría cifras muy importantes. En efecto: suponiendo que se pretendieramedir una tensión de 33 kV con un voltímetro de 300 V asociado a una resistencia serie, en ella debería provocarse una caída de tensión de 32.700 V; si el consumo fuera del orden de los 10 mA, la resistencia sería de 32.700 V/0.01 A = 3.270.000 . La potencia de tal resistencia sería de 32.700 V x 0,01 A, es decir 327 W. Por otra parte sus grandes dimensiones, al igual que la de los necesariosaisladores, darían lugar a una capacidad espuria asociada en paralelo. De ello se deduce que la impedancia equivalente en serie con el voltímetro se vería afectada por la reactancia introducida por la capacidad mencionada cuya acción resultaría muy difícil de corregir, dada la complejidad que representaría su medición.
Parecidas consideraciones ponen en evidencia los inconvenientes que se presentaríanen la medida de grandes intensidades de corriente al igual que en aquellos casos en que debieran realizarse sobre circuitos de MT y AT. Deben tenerse en cuenta también las situaciones de cortocircuito que darían lugar a esfuerzos electrodinámicos que deberían ser soportados por los circuitos amperimétricos de los instrumentos de por si muy delicados.
El principio de funcionamiento de estostransformadores no difiere del de cualquier otro transformador, están constituidos por un circuito magnético y un par de devanados, primario y secundario. El circuito magnético está constituido por un núcleo formado por chapas de material magnético de muy bajo tenor de pérdidas; sobre él se disponen los dos arrollamientos, los que deben estar perfectamente aislados entre si y con el núcleo. El circuitoprimario es el que recibe la señal a procesar, intensidad o tensión, mientras que en el secundario se obtiene una “imagen” a escala de aquella señal. De esta forma midiendo las magnitudes secundarias es posible determinar los valores de las primarias.
Estos dispositivos presentan las siguientes ventajas:
Permiten colocar los instrumentos de medida lo suficientemente alejados del circuito a medir,lo que anula el efecto de los campos magnéticos originados en las altas intensidades de corriente, siendo posible situarlos en el lugar más apropiado, lo que redunda en una mayor seguridad para el personal que opera con altas tensiones.
Facilitan la medición de las grandes intensidades y tensiones al poder utilizar aparatos de medida de bajo alcance pues suministran valores proporcionales, en...