Transformadores de corriente

CAPITULO

3
TRANSFORMADORES
DE CORRIENTE

3.1

PRINCIPIO DE OPERACION

Uno de los elementos más importantes en la aplicación de los relevadores de protección son los
transformadores de instrumentos, llamados así por que su aplicación es exclusiva para propósitos
de protección, medición y/o registro de los sistemas de potencia mediante instrumentos.
Existen dos tipos básicos:
*Transformadores de Corriente (TC’s)
* Transformadores de Potencial (TP’s)
De esta manera un Transformador de Corriente se define como "un instrumento transformador en
el que la corriente secundaria es substancialmente proporcional a la corriente primaria (bajo condiciones normales de operación) y difiere en fase de ésta por un ángulo que está en cero aproximadamente para una dirección apropiada delas conexiones".
Esto destaca principalmente dos funciones:
* Proveer aislamiento adecuado, lo cual significa que no importa el voltaje del sistema, el circuito
secundario requiere ser aislado solamente a un bajo voltaje que no represente peligro para el personal, ni para los equipos.
* Reducir en forma proporcional los valores de corriente del sistema de potencia, para que mediante losinstrumentos y un multiplicador se conozcan los valores reales primarios.
El Transformador de Corriente trabaja en el principio de flujo variable. En el Transformador de
Corriente "ideal", la corriente secundaria deberá ser exactamente igual (cuando es multiplicada
por la relación de vueltas) y opuesta a la corriente primaria. Pero, como en el transformador, algo
de la corriente o los amperes-vueltaprimarios se utilizan para magnetizar el núcleo, se tienen
menos amperes-vuelta primarios que los "transformados" en amperes-vuelta secundarios. Esto
naturalmente introduce un error en la transformación, el error es clasificado en: error de corriente
o relación y el error de fase.
El diagrama representativo del circuito equivalente del Transformador de Corriente se muestra en
la Figura TC 1,cuyos componentes son:
TC 3-1

ZH = Impedancia del devanado primario

ZM = Impedancia de magnetización

ZL = Impedancia del devanado secundario

ZC = Impedancia de carga

RM =Pérdidas en el núcleo

N = Relación de espiras

ZH

ZL

1:N
a

c

e
ZM

b

ZC

RM

d

f

Figura TC 1
CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN TC

La Figura TC 2 es una simplificación del anterior,despreciando las pérdidas provocadas por la
impedancia del devanado primario y las pérdidas en el núcleo.
IH/N = Corriente primaria referida al secundario IL =

Corriente secundaria efectiva

IH =

Corriente de excitación

Corriente primaria

IE =

1:N

IH
a

IH / N

IL
e

c
ZM

b

ZL

IE

d

ZC
f

Figura TC 2
CIRCUITO EQUIVALENTE SIMPLIFICADO

La Figura TC3, es el diagrama vectorial correspondiente al Transformador de Corriente en condiciones normales de operación, en el cual se han exagerado las pérdidas para poder observarlas.
Donde:
VS = Voltaje inducido en el devanado secundario
Vef = Voltaje en terminales del Transformador de Corriente
TC 3-2

Vef

ILZL
Vcd

IL
IH/N

IE
Figura TC 3
DIAGRAMA FASORIAL PARA UN TC

3.2SELECCION DE TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTO

GENERALIDADES
Entre los factores que determinan la selección de estos aparatos se encuentran:
- El tipo de instalación
- El tipo de aislamiento
- La potencia nominal
- La clase de precisión
INSTALACION
Los aparatos pueden ser construidos para ser usados en instalaciones interiores o exteriores. Generalmente por razones de economía, las instalacionesde baja y media tensión, hasta 25 kV, son
diseñadas para servicio interior.
Las instalaciones de tipo exterior son de tensiones desde 34.5 a 400 kV, salvo en los casos donde,
por condiciones particulares se hacen instalaciones interiores para tensiones hasta 230 kV.
Adicionalmente, existen básicamente dos tipos de transformadores en uso, los llamados tipo boquilla o bushing y los tipo...