Transformador de corriente

Transformador de corriente

febrero 17, 2020 2 Por Guillermo Huerta

El Transformador de corriente es un equipo de medición diseñado para reducir las altas intensidades de una subestación a valores manejables y proporcionales a las primarias originales; lo anterior sirviendo como equipo de instrumento para contadores, relés, protecciones, equipo de control y comunicación separando a estos del circuito de alta tensión.

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El diseño de estos equipos corresponde a las exigencias tanto de las normas IEC como IEEE. También se pueden suministrar soluciones de diseño especiales para ajustarse a otras normas y especificaciones.

El relleno con granos de cuarzo saturados en aceite proporciona un aislamiento resistente en un diseño compacto donde la cantidad de aceite se mantiene al mínimo.

El transformador corriente o también llamados transformador de intensidad dispone de un diseño muy flexible, que, por ejemplo, posibilita el uso de núcleos grandes y/o numerosos.

Nota: Un transformador de corriente NUNCA se debe dejar con las terminales abiertas en lugares donde exista inducción, siempre se deben mantener en corto circuito; en el caso de que se abriera esta conexión, se corre con el peligro real de explosión, ya que estos equipos no manipulan tensión solo intensidad.

Diseño de un Transformador de corriente

Devanado primario

Consiste en uno o más conductores paralelos de aluminio o cobre diseñado como pasa muros en forma de herradura “U” con capas capacitivas de graduación de tensión.

La técnica de aislamiento está automatizada para proporcionar un revestimiento simple y controlado, que mejora y minimiza las variaciones. El conductor es aislado con un papel especial con una alta rigidez dieléctrica y mecánica, pérdidas dieléctricas bajas y buena resistencia al envejecimiento.

Este diseño es además muy apropiado para devanados primarios con muchas espiras primarias. Esto se emplea cuando la intensidad primaria es baja, como en el caso de protección de desequilibrio en bancos de condensadores. (Por ejemplo relación 5/5A).

Devanados secundarios y núcleos

Los transformadores de intensidad son flexibles y generalmente pueden alojar cualquier configuración de núcleo que se precise. Además los núcleos con funciones de medición se fabrican normalmente con una aleación de níquel, que permite pérdidas poco importantes; lo que es igual a una gran precisión y niveles de saturación bajos.

Los núcleos de protección están fabricados de láminas de acero orientados de alta calidad. Para aplicaciones especiales pueden suministrarse núcleos de protección con entre hierros. El devanado secundario consiste en hilo de cobre con doble esmaltado, distribuido equitativamente en torno a toda la periferia del núcleo.

La reactancia de fugas en el devanado y entre tomas extra es por lo tanto despreciable.

Impregnación

El calentamiento en vacío seca el devanado. Tras el montaje, todo el espacio libre en el transformador (aproximadamente el 60%) es rellenado con grano de cuarzo seco y esterilizado.

Además el transformador ensamblado es tratado al vacío y es impregnado con aceite mineral des gasificado. El transformador siempre es entregado lleno de aceite y sellado herméticamente.

Tanque y aislador

La sección inferior del transformador consiste en un tanque de aluminio en el que se montan los núcleos y el devanado secundario. El aislador, montado encima del tanque del transformador, consiste en su versión estándar en porcelana marrón vidriada de alta calidad.

Previa petición, pueden presupuestarse diseños de porcelana gris clara o de caucho de silicona. El sistema de sellado consiste en juntas tóricas

Sistema de expansión

El equipo dispone de un colchón de expansión colocado en lo alto del aislador. Como diseño estándar el transformador de corriente emplea un sistema de expansión herméticamente sellado, con un colchón de nitrógeno que se comprime por la expansión térmica del aceite.

Los transformadores están diseñados para las mayores corrientes nominales. Se utilizan fuelles de acero inoxidable contenidos en un sistema de expansión. Este sistema puede presupuestarse también, previa petición, para transformadores de menor intensidad.

Toma de tensión capacitiva

Las capas capacitivas en el aislamiento de alta tensión pueden ser utilizadas como un divisor capacitivo. Además una toma se extrae de la última y única capa capacitiva a través de un pasa muros sobre el tanque del transformador (en la caja de bornes o en una caja separada, según el diseño del tanque del equipo).

Consecuentemente , una ventaja del borne capacitivo es que se puede utilizar para comprobar el estado del aislamiento mediante la medición del ángulo de pérdida dieléctrico (delta tg.) sin desconectar los terminales primarios.

La toma puede utilizarse además para la indicación de la tensión, la sincronización o para finalidades similares, pero la potencia de salida es limitada dada la baja capacidad de las capas. La carga conectada debe ser inferior a 10 kohms y la toma debe estar conectada a tierra cuando no se utilice

Características del diseño del Transformador de Corriente

Clima

Los transformadores están diseñados para ser instalados en una amplia variedad de condiciones climáticas, desde zonas polares a desiertos por todo el mundo.

Vida útil

El transformador está sellado herméticamente y la descarga de tensión baja y uniforme en el aislamiento primario proporciona un producto fiable con una vida útil prevista para más de 30 años.

Sistema de expansión

El sistema de expansión, con un colchón de gas nitrógeno, mejora la fiabilidad y minimiza la necesidad de mantenimiento e inspecciones.

Además, este tipo de sistema de expansión puede utilizarse gracias a que el relleno de cuarzo reduce el volumen de aceite y un volumen de gas relativamente amplio minimiza las variaciones de presión.

La confiabilidad no es afectada dado que los fuelles no se encuentran en contacto con el aire exterior.

Relleno de cuarzo

Reduce al mínimo la cantidad de aceite y proporciona un soporte mecánico a los núcleos y el devanado primario durante el transporte y en caso de cortocircuito.

Rigidez sísmica

Tambien cuenta con una construcción mecánicamente robusta, diseñada para soportar exigencias altas de aceleración sísmica sin necesidad de amortiguadores.

Diagrama constructivo de un transformador de corriente

transformador de corriente
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