Medición

Transformadores de Medición

Su importancia

El empleo de los transformadores de corriente y de potencial es de vital importancia en la industria eléctrica, pues son indispensables para controlar la energía eléctrica, proteger los grandes sistemas eléctricos, vigilar las variaciones de corriente y voltaje, así como para medir con exactitud el consumo de energía y potencia eléctrica. Por lo que los transformadores de medición tienen una función de gran responsabilidad y deben seleccionarse apropiadamente a partir de una marca de prestigio como TM2000 que les de seguridad y garantía y después aplicarse de la mejor forma posible.

Ventajas

·Los transformadores de medición proporcionan un aislamiento dieléctrico entre los circuitos de alta tensión y los instrumentos de medición, así como de los relevadores.

·Reducen las tensiones y corrientes a valores normalizados y cómodos de manejar, de tal manera que los instrumentos de medición como amperímetros y voltímetros puedan fabricarse económicamente con rangos comunes como 5 amperios y 150 voltios.

·Facilitan la medición exacta de potencia y energía eléctrica, conservando la proporcionalidad y el ángulo de fase entre los vectores de corriente y voltaje.

Transformador de Corriente

Es el transformador diseñado para suministrar la corriente adecuada a los instrumentos de medición como los amperímetros, wattmetros y watthorímetros, así como a los aparatos de protección como los relevadores; en el cual la corriente secundaria es proporcional a la corriente primaria y defasada respecto a ella un ángulo cercano a cero.

El devanado primario del transformador de corriente se conecta en serie con el circuito donde circula la corriente que se desea medir, mientras que los aparatos de medición se conectan en serie a su devanado secundario.

Transformador de Potencial

Es el transformador diseñado para suministrar la tensión adecuada a los instrumentos de medición como los voltímetros, frecuencímetros, wattmetros, watthorímetros, etc., así como a los aparatos de protección como los relevadores; en el cual la tensión secundaria es proporcional a la tensión primaria y defasada respecto a ella un ángulo cercano a cero.

Las terminales del devanado primario del transformador de potencial se conectan a las dos líneas del sistema donde se necesita medir el alta tensión y los instrumentos de medición se conectan en paralelo a las terminales del secundario.

Transformador de potencial JFP25-25kva

Precisión para medición

La clase de precisión para medición se define como el error máximo admisible en por ciento que un transformador de corriente o de potencial, puede introducir en la medición que realiza, cuando opera con una carga determinada, a la corriente o a la tensión nominal definidas por norma.

 

Clases de Precisión para Transformadores de Corriente y Transformadores de Potencial
 Norma USAS
C57.13
Normas IEC
 0.3  0.2
 0.6  0.5
 1.2  1.0
 3.0

 

Cargas para transformadores de medición

Las cargas para los transformadores de medición son los instrumentos de medición como amperímetros, voltímetros, wattmetros, frecuencímetros, watthorímetros, etc.. que se conectan a su secundario. Su capacidad o valor se puede medir mediante su consumo en volt – amperes (VA) o su impedancia medida en ohmios. Las normas definen un conjunto de cargas designadas por medio de siglas o su capacidad en VA.

 

Transformadores de Corriente
Cargas según norma ANSI C57.13 Definidas a 5 Amperios, 60 Hertz
Nombre VA Impedancia Factor
de Potencia
Servicio
Preferente
B0.1 2.5 0.1 ohmios 0.9 Medición
B0.2 5 0.2 ohmios 0.9 Medición
B0.5 12.5 0.5 ohmios 0.9 Medición
B0.9 22.5 0.9 ohmios 0.9 Medición
B1.0 25 1.0 ohmios 0.5 Protección
B1.8 45 1.8 ohmios 0.9 Medición
B2.0 50 2.0 ohmios 0.5 Protección
B4.0 100 4.0 ohmios 0.5 Protección
B8.0 200 8.0 ohmios 0.5 Protección

 

Transformadores de Potencial
Cargas según norma ANSI C57.13 Definidas a 120 Voltios, 60 Hertz
Nombre VA Impedancia Factor
de Potencia
Servicio
Preferente
W 12.5 1152 ohmios 0.10 Medición
X 25 576 ohmios 0.70 Medición
M 35 411 ohmios 0.20 Medición
Y 75 192 ohmios 0.85 Medición
Z 200 72 ohmios 0.85 Protección
ZZ 400 36 ohmios 0.85 Medición

 

Potencia y clase de precisión para medición

La potencia y clase de precisión de los transformadores de corriente y de potencial, se indica con la clase de precisión que tiene asociado con una determinada carga de norma. Por ejemplo:

Para un transformador de corriente con clase de precisión 0.3 con la carga B0.5 se indica: “0.3 B0.5”.

Para un transformador de potencial con clase 0.6 con la carga W de 12.5 VA se indica: “0.6 W”

Un mismo transformador puede asociarse con varias cargas y cumplir con distintas clases de precisión. Por ejemplo:

Transformador de corriente: 0.3B0.1, 0.3B0.2, 0.3B0.5, 0.6B1.0

Transformador de potencial: 0.3W, 0.3X, 0.3Y, 1.2Z.

Precisión para protección

Define las condiciones que un transformador de corriente debe cumplir cuando funciona conectado a relevadores de corriente, a fin de que desempeñe con seguridad sus funciones de protección. La clase de protección se asocia a una carga de norma y se define como la tensión en voltios que aparece en las terminales del secundario cuando circula por la carga una corriente igual a 20 veces la corriente nominal sin introducir un error mayor del 10%. Para transformadores con una corriente nominal de 5 amperios, la clase de protección se define para una corriente secundaria de 100 amperios.

 

Corriente secundaria a 100 amperios, 60 Clase de Precisión para Protección Norma ANSI C57.13
Clase
de Protección
 Carga Impedancia Tensión VS
 C-10 B0.1 0.1 ohmios  10 voltios
 C-20 B.02 0.2 ohmios  20 voltios
 C-50 B.05 0.5 ohmios  50 voltios
 C-100 B1.0 1.0 ohmios  100 voltios
 C-200 B2.0 2.0 ohmios  200 voltios
 C-400 B4.0 4.0 ohmios  400 voltios
 C-800 B8.0 8.0 ohmios  800 voltios

 

Relación de los transformadores de corriente

La relación de los transformadores de corriente se define entre los valores de la corriente primaria y la corriente secundaria. La corriente nominal secundaria preferente es de 5 amperios, pero puede emplearse la de 1 amperio.

 

Relaciones de transformadores de Corriente,
de norma
y usuales dobles en Amperios
25 X 50 : 5 400 X 800 : 5
50 X 100 : 5 600 X 1200 :5
100 X 200 : 5 1000 X 2000 : 5
200 X 400 : 5 2000 X 4000 : 5

 

Relaciones de transformadores de potencial

La relación de los transformadores de potencial se define entre los valores de la tensión primaria y la tensión secundaria. La tensión preferente es de 120 voltios, pero pueden emplearse 127, 115, 110, 100 ó 69.39 voltios. Para los equipos digitales pueden solicitar 220, 240, 254 voltios o similares. Es conveniente seleccionar las tensiones primarias y secundarias de norma, pues cubren perfectamente las necesidades de los sistemas eléctricos de potencia y se facilita la comercialización, diseño, construcción, pruebas y disminuye el tiempo de fabricación.

 

Relación de Transformadores de Potencial
Aislamiento reducido Grupo 3
Conexión a Tierra, Borne P2 a tierra.
Relación
Voltios
Tensión de
línea Volts
Clase deAislamiento kV Nível de
Impulso kV
14,400 : 120 & 72 25,000 25 150
20,125 : 115 & 67.08 34,500 34.5 200

 

Relación de Transformadores de Potencial
Aislamiento Completo Grupo 2
Conexión Línea a Línea ó Línea a Tierra
Relación
Voltios
Tensión de
Línea Volts
Clase de
Aislamiento kV
 Nivel de
Impulso kV
120 : 120  20 0.6 10
240 : 120 240 0.6 10
300 : 120 300 0.6 10
480 : 120 480 0.6 30
600 : 120 600 0.6 30
2400 : 120 2,400 2.5 60
4200 : 120 4,200 5 75
4800 : 120 4,800 5 75
7200 : 120 7,200 8.7 75
12000 : 120 12,000 15 95 / 110
14400 : 120 14,400 15 95 / 110
24000 : 120 24,000 25 150
34500 : 115 34,500 34.5 200

 

Clases de aislamiento

La otra función principal del transformador de medición es proporcionar un aislamiento seguro entre la línea de alta tensión y los instrumentos conectados al secundario y que están al alcance de los técnicos. La clase de aislamiento debe estar en función de la máxima tensión de la línea donde está instalado el transformador; está asociada a un nivel básico de aislamiento al impulso (N.B.A.I. ó B.I.L.) e indica la capacidad del transformador de resistir sobre tensiones de duración muy breve, como las provocadas por descargas atmosféricas o transitorios de conexión. Así mismo se asocia a una prueba de tensión aplicada al primario durante un minuto a 60 hertz.

 

Clases de Aislamiento para transformadores de Corriente y de Potencial, según norma ANSI C57.13
Clase kV Tensión de
Línea
Max. Voltios
N.B.A.I.
kV
Tensión
Aplicada kV
0.6 600 10 4
1.2 1200 30 10
2.5 2500 45 15
5 5000 60 19
8.7 8700 75 25
15 15000 95 / 110 34
25 25000 150 50
34.5 34500 200 75

 

Normas y Pruebas

Los transformadores de medición fabricados por TM2000 Equipos Eléctricos, S.A. de C.V. son fabricados y probados de acuerdo a la norma ANSI C57.13 “Standard Requirements for Instrument Transformers.” A todos los aparatos se le efectúan las pruebas de rutina de norma.

 

Pruebas de Rutina Transformador de
Corriente
Transformador de
Potencial
Polaridad e identificación de las terminales  √  √
Tensión aplicada al devanado primario  √  √
Tensión aplicada al devanado secundario  √  √
Tensión inducida al devanado secundario  √  √
Precisión para medición  √  √
Precición para protección  √  -
Curva de saturación  √  -
Verificación de dimensiones  √  √
Revisión de características físicas  √  √
Revisión y colocación de placa de datos  √  √

 

Datos necesarios para solicitar cotizaciones y formular pedidos

Nuestros clientes serán mejor atendidos cuando al solicitar cotizaciones o formular sus pedidos, indiquen los datos técnicos que configuren correctamente al transformador que necesitan. En cualquier caso, nuestros ingenieros pueden asesorarlos para seleccionar el transformador y completar sus datos eléctricos.

Datos necesarios para Transformadores de Potencial

1.- Modelo del transformador, ejemplo: JFP06-B

2.- Relación nominal en base de los voltajes primario y secundario, separados por dos puntos, ejemplo 480 : 120 Voltios

3.- Número de devanados secundarios en caso de ser dos o tres.

4.- Clase de aislamiento en kilovoltios (kV) y el nivel básico de aislamiento al impulso (N.B.A.I) en kV, por ejemplo: Clase 0.6 kV, NBAI 10 kV.

5.- Frecuencia: 60 hertz, 60/50 hertz o indicar otra.

6.- Potencia y clase de precisión para medición expresada para cada carga, ejemplo: 0.3W, 0.3X, 0.6Y.

7.- Capacidad térmica del transformador indicada en VA. Ejemplo: 500 VA.

8.- Tipo de servicio: interior o exterior (intemperie).<br>)9.- Altitud de operación sobre el nivel del mar, por ejemplo 1000 m, 2300 m o la del sitio de operación.

Datos necesarios para Transformadores de Corriente

1.- Modelo del transformador, ejemplo: JFS-15

2.- Relación nominal en base de las corrientes primaria y secundaria, separados por dos puntos, ejemplo:<br>600:5 Amperios ó 600:5 A.

3.- Número de devanados secundarios en caso de ser dos o tres. La corriente de cada secundario debe separarse con doble diagonal “//” y se debe indicar la función de medición o protección de cada devanado.<br>Ejemplo: Relación 600:5//5 A, primer secundario para medición, segundo secundario para protección.

4.- Clase de aislamiento en kilovoltios (kV) 0.6 kV, 5 kV, 15 kV, 25 kV, 34.5 kV y el nivel básico de aislamiento al impulso (N.B.A.I) en kV, por ejemplo: Clase 0.6 kV, NBAI 10 kV.

5.- Frecuencia: 60 hertz, 60/50 hertz o indicar otra.

6.- Potencia y clase de precisión para medición expresada para cada carga, ejemplo: 0.3B0.1, 0.3B0.2, 0.3B0.5.

7.- Precisión para protección en su caso, por ejemplo C-200.

8.- Valores de corriente térmica Itcc y corriente dinámica Idcc en kiloamperios.

9.- Tipo de servicio: interior o exterior (intemperie).

10.- Para transformadores de corriente tipo dona, boquilla o bushing indicar las dimensiones principales: Diámetro interior, diámetro exterior, altura o espesor en milímetros o pulgadas; así como el material principal de aislamiento: encapsulado con resina, aislamiento de cinta de algodón o aislamiento de cinta de vinilo y tipo de terminales: zapata de solera de cobre o cable de cobre.

11.- Altitud de operación sobre el nivel del mar, por ejemplo 1000 m, 2300 m o la del sitio de operación.