TRAFOS DE MEDIDA

INTRODUCCION

La privatización del servicio eléctrico y los sistemas regulatorios creados, aumentaron la importancia de la medición de la energía eléctrica en la red de transporte. Los transformadores de medida y los medidores de energía son los componentes esenciales en la medición.

Para una correcta medición de la energía no solo es importante el medidor de energía sino también los transformadores de medida. Las relaciones entre la corriente primaria y la secundaria y entre la tensión primaria y la tensión en los bornes de los medidores deben ser conocidas con exactitud.

La exactitud de estas relaciones depende no solo de los transformadores de medida, sino también de la instalación, cables, fusibles, estado de las conexiones.

Para mejorar la exactitud de la medición de energía, es necesaria una calibración “in situ” de los transformadores con sus cargas reales y considerando las caídas de tensión. En algunos casos se agregan cargas con el objeto de disminuir los errores. En las instalaciones de alta tensión y corriente, las interferencias afectan los sistemas de medición

INDICE

Generalidades 3

Objetivos principales de los transformadores de medida 4

Transformadores de intensidad 5

Tipo toroidal 6

Tipo ventana rectangular 7

Con barra primaria 8

Auxiliares 8

Para generador 9

Tipo pasa barra 10

Tipo soporte 11

Tipo pasa muro con barra primaria 12

Elección del transformador de intensidad 13

Calibración de transformadores de intensidad 14

Transformadores de tensión 16

Transformadores de tensión electromagnéticos 19

Calibración de transformadores de tensión 20

Verificaciones 22

Transformador de potencia 23

Protección utilizando transformadores 24

Conclusiones 25

Bibliografía 26

MEDICIONES DE ALTO VOLTAJE, ALTA CORRIENTE Y ALTA POTENCIA

GENERALIDADES

En las instalaciones eléctricas existe la necesidad de conectar aparatos de medida, también es preciso disponer relés (relevadores) con finalidades diversas (protección, aviso, enclavamiento, etc.). Unos y otros suelen ser de constitución delicada, reducidas dimensiones y buena precisión. Frecuentemente las magnitudes que hay que medir o vigilar son elevadas tensiones, corrientes fuertes o concurren ambas circunstancias. Se suele requerir que los aparatos de medida o de vigilancia vayan dispuestos en cuadros o pupitres centralizados. Surge la dificultad de conducir tensiones y corrientes elevadas hasta aquellos cuadros, los inconvenientes saltan a la vista.

Por ello, y no podía ser de otra forma casis al mismo tiempo que se iniciaba el uso de corriente alterna nacieron los transformadores de medida.

Se resuelve a base de conducir magnitudes proporcionales a las originales, pero con valores más manejables, los aparatos mas importantes son los transformadores de medida inductivos.

• Transformadores de intensidad

• Transformadores de tension

Las principales características que cabe considerar en la eleccion de un transformador de medida son:

• Dimensionamiento del aislamiento para la tension de utilizacion y la ubicación.

• Precision en la reproduccion de la magnitud primaria

• Calentamiento del equipo y capacidad de sobre cargas.

De la correcta definicion de estos parámetros dependerá el funcionamiento de los equipos de proteccion en los momentos críticos.

Asi en lo referente al aislamiento existe una gran diferencia entre los transformadores deben ir destinados a servicio interior o a servisio exterior, ya que estos últimos necesitan una línea de fuga que evite contorneos en condiciones de lluvia, niebla, depósitos superficiales debidos a polución, ambiente salino, etc.

OBJETIVOS PRINCIPALES DE LOS TRANSFORMADORES DE MEDIDA

Con sus primarios conectados en lata o baja tension, según corresponda transforman las magnitudes que se desea medir en corrientes y tensiones moderadas en el secundario (que por motivos de seguridad puede conectarse a tierra). De esta forma cabe construir aparatos de medida o de proteccion normalizados por ejemplo a base de bobinas amperimetricas para intensidades nominales 5A y bobinas voltimetricas para tensiones nominales de 110v; tales corrientes y tensiones se conducen economincamente a cuadros, etc.

Resumiendo, los objetivos principales de los transfromadores de medida son:

• Aislar o separar los circuitos y aparatos de medida proteccion etc., de la alta tension.

• Evitar perturbacions electromagnéticas de las corrientes fuertes y reducir corrientes de corto circuito a valores admisibles en delicados paratos de medida.

• Obtener intensidades de corriente o tensiones proporcionales por lo menos en determinada zona a las que se desea medir o vigilsr y tansmitirlas a los aparatos apropiados.

Cabe resaltar que la buena elccion en transformadores de medida no se limita a una relacion de transformacion y a una tension nominal (aislamiento). Debe ademas de proporcionar la debida precision, garantizar la seguridad del personal y de la instalacion, asi como proteger a los aparatos y sin embargo la experiencia demuestra cuan frecuente es la mala eleccion de transformadores a los que confiada la proteccion, no ofrecen garantias en los momentos críticos.

TRANSFORMADORES DE INTENSIDAD

Son transformadores de medida en los cuales la intensidad secundaria es en condiciones normales de uso, prácticamente proporcional a la intensidad primaria desfasada con relación a la misma en un ángulo próximo a cero para unas conexiones apropiadas.

Son muy parecidos a un transformador de potencia monofásico, aunque presentan ciertas diferencias fundamentales:

• El primario esta dispuesto en serie con el circuito principal, mientras los transformadores de potencia lo están en paralelo.

• La corriente primaria es, en todo momento independiente de la carga conectada en el secundario.

• La carga secundaria debe ser mínima, funcionando con el secundario en condiciones similares a las de corto circuito.

La primera clasificación que se puede establecer para los transformadores de intensidad es según se utilicen para protección o para medida, estos últimos deben de mantener su precisión hasta el nivel de corrientes próximo a la nominal y es conveniente que se saturen

Figura 2 .- conexiones de trafos de medida

rápidamente cuando esta se sobrepase con objeto de proteger los instrumentos de medida. En cambio, cuando se trata de protección, la precisión debe existir tanto para intensidades bajas como altas, dado que etas últimas son las que se indican la existencia de falta en la red. Por tanto, no podrán transformadores de intensidad de medida para protección ya que en caso de una falta la información que suministrarían no seria correcta.

En caso contrario consistente en conectar aparatos de medida a transformadores de intensidad de protección, es posible, si bien se deberá tener en cuenta que en caso de una falta el aparato de medida recibirá una intensidad muy elevada que puede llegar a desajustarlo o incluso averiarlo.

En el caso que se necesiten para una aplicación determinada varios transformadores de intensidad, de protección, de medida o combinaciones de ambos tipos, por razones de economía se montan todos ellos dentro de un mismo contenedor.

A este tipo de transformadores se les denomina de forma impropia transformadores de intensidad con varios secundarios, cuando en realidad son varios transformadores de intensidad con sus correspondientes núcleos magnéticos independientes. En el caso de conectarse dos circuitos secundarios a un mismo núcleo, la intensidad suministrada seria una función de las cargas conectadas en ellos.

Otra posible clasificación de los transformadores de intensidad es en función de sus características constructivas, siendo las más normales:

TIPO TOROIDAL

Transformadores de intensidad sin bobinado primario aptos para ser instalados en barras de Baja Tensión o cables aislados.

Rango:

• Corrientes primarias nominales hasta 10.000 A.

• Corrientes secundarias 1 y 5 A.

• Frecuencias 50 Hz y 60 Hz.

Aplicaciones:

• Cuadros de Baja Tensión.

• Control de motores.

• Celdas de potencia de Media Tensión.

• Celdas de distribución secundaria de Media Tensión.

• Bancos de condensadores.

• Generación.

• Interruptor de tanque muerto.

• Ferrocarril.

Ventajas

• Gran cantidad de modelos con posibilidad de diferentes tamaños de ventana.

• Posibilidad de transformador multi-ratio para diferentes relaciones de transformación.

• Cubierta de bornes secundarios precintable.

• Posibilidad de tornillería inoxidable.

• Posibilidad de diseños para servicio exterior.

• Montaje del transformador en cualquier posición.

Figura 3 .- Transformador tipo toroidal

TIPO VENTANA RECTANGULAR

Transformadores para ser instalados en barras de cuadros de Baja Tensión en donde es crítico el espacio disponible.

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