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• Pedro Anthony

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M.7 Transformadores de medida y shunts

ÍNDICE Página Introducción

TC

M7-2

3 TC 5 TC 5,2 TC 6,2 TC 6 TC 8 TC 10 TC 12

Transformadores de corriente de perfil estrecho

7

TCH

TCH 6,2 TCH 6 TCH 8 TCH 10 TCH 12

Transformadores de corriente de perfil estrecho de alta precisión

8

TA

TA 400 TA 500 TA 600

Transformadores de corriente

9

TP

TP 23 TP 58 TP 88 TP 812 TP 816

Transformadores de corriente de nucleo partido

10

TM 45 TA 210 TW 25 TW 25m

Transformadores de corriente, primario bobinado, carril DIN

11

TI

TI 420 TP 420 TCM 420 TCB 420

Transformadores de corriente con salida 4...20 mA

12

TC

TC 420 TC 020

Transformadores de corriente con convertidor incorporado

13

TRM TRP TRMC

Transformadores de corriente de medida y protección

14

SHUNTS

SHP SHB SH

Shunts

15

TSR

TSR

Transformador sumador

15

Accesorios

16

Dimensiones / conexiones

17

M.7

Índice

Transformadores de medida y shunts

Introducción Al mismo tiempo que se iniciaba el uso de la corriente eléctrica, nacía la necesidad de los transformadores de medida. En este catálogo nos referimos a los transformadores de corriente. Las prestaciones que debe cumplir un transformador son las siguientes: • Aislar y separar los circuitos y aparatos de medida, protección, etc., de las líneas de alta tensión • Evitar perturbaciones generadas por el transporte de elevadas corrientes • Reducir corrientes de cortocircuito a valores admisibles en delicados aparatos de medida y protección • Obtener corrientes proporcionales (por lo menos en un determinado rango) a las que se desea medir o vigilar, para transmitirlas a los aparatos apropiados La experiencia demuestra que una mala elección o instalación de los transformadores de medida / protección puede provocar situaciones de un mal funcionamiento de la instalación, así como que no quede garantizada la seguridad, tanto del personal como de la instalación, en los momentos críticos.

Elección Para la correcta elección de un transformador de medida (medida o protección) deberemos conocer: • La aplicación a la que va destinado (medida o protección) • Características del entorno de trabajo, o condiciones de uso (interior o exterior, temperatura máxima de trabajo, etc.) • La características de la línea donde vayamos a instalarlo: • Dimensiones del cable o pletina • Margen de medida de la corriente a medir (corriente máxima y mínima) • Sobrecarga (rango y tiempo) • Tensión de la red (baja, media o alta tensión) • Corriente de cortocircuito • Frecuencia de red • Características del instrumento o relé asociado (precisión, corriente nominal, consumo, etc.) • Distancia entre el transformador y el instrumento, así como la sección de cable utilizado en la conexión

La potencia de un transformador Es una magnitud importante. En el transformador, la corriente de primario tiene que inducir en el secundario la potencia necesaria para poder transmitir la corriente de secundario al equipo de medida. La potencia inducida tiene que ser igual o superior a las pérdidas en la línea más la del propio consumo del equipo de medida. Pérdidas en la línea, PL : Es la potencia perdida por calentamiento debido al paso de la corriente por la resistencia RL de cableado del circuito de secundario del transformador. Factores a tener en cuenta: • Corriente de secundario. PL = RL • I 2 • Diámetro cable. RL es inversamente proporcional al cuadrado del diámetro • Longitud cable. RL es proporcional a la longitud de cableado (ida + retorno) Potencia: La potencia nominal aparente (V·A) con un factor de potencia especificado, que el transformador de corriente suministra al circuito secundario con la corriente asignada cuando esté conectado a su carga nominal, Sc(V·A) = Zc • (Isn)2 Según normativa, para la potencia aparente mayor o igual a 5 V·A, el factor de potencia es de 0,8 inductivo. Para potencias aparentes más pequeñas el factor de potencia es la unidad.

M7-3

M.7

Índice

Transformadores de medida y shunts

Pérdidas de un transformador Ejemplo: Tenemos un trafo de corriente .../5 A que tiene en el secundario un amperímetro a 10 m

Datos: INSTALACIÓN

LCABLE = 2 • l = 2 • 10 = 20 m SCABLE = 1 mm2 RLINEA = 0,0172 • 20 / 1 = 0,35 Ω PLINEA = 0,35 • 52 = 8,62 V·A

TRAFO l (m)

- Si fuera un .../ 1 A PLINEA = 0,35 • 12 = 0,35 V·A (25 veces menor)

P1

Ip

P2

S1 IS

S2

RL = p • RL

L s Ω • mm2 m

ρ = 0,0172 •

Impedancia de linea

Material del cable: cobre

APARATOS

CONSUMOS TÍPICOS

Instrumentos de hierro móvil

0,3 ... 15 V·A

Instrumentos de bobina móvil

0,5 V·A

Vatímetros analógicos

0,2 ... 2,5 V·A

Indicadores de máxima demanda

2,5 ... 5,0 V·A

Instrumentos digitales

0,5 ... 1,0 V·A

Contadores de energía

1,0 ... 1,5 V·A

Instrumentos registradores

2,0 ... 5,0 V·A

Tabla de pérdidas en la línea del secundario V·A

Longitud de la línea del secundario

Nota: Con transformadores .../1 A las pérdidas se reducen 25 veces

M7-4

M.7

Índice

Transformadores de medida y shunts

Precisión en un transformador

El tipo de error producido en el transformador, se establece por la IEC 44-1. En los transformadores de medida para el 25 % y 100 % de la potencia nominal. En los de protección, sólo al 100 % de la potencia nominal.

Límites de error. Tabla 1. Clases de precisión Desfase ± para % In

± % Error para % In

TIPO

Minutos

Centiradianes

5

20

100

120

5

20

100

120

5

20

100

120

0,1

0,40

0,20

0,10

0,10

15

8

5

5

0,45

0,24

0,15

0,15

0,2

0,75

0,35

0,20

0,20

30

15

10

10

0,9

0,45

0,30

0,30

0,5

1,50

0,75

0,50

0,50

90

45

30

30

2,7

1,35

0,90

0,90

1,0

3,00

1,50

1,00

1,00

180

90

60

60

5,4

2,70

1,80

1,80

Límites de error. Tabla 2. Clases de precisión Desfase ± para % In

± % Error para % In

TIPO

Minutos

Centiradianes

1

5

20

100

120

1

5

20

100

120

1

5

20

100

120

0.2S

0,75

0,35

0,20

0,20

0,20

30

15

10

10

10

0,90

0,45

0,30

0,30

0,30

0.5S

1,50

0,75

0,50

0,50

0,50

90

45

30

30

30

2,70

1,35

0,90

0,90

0,90

Límites de error. Tabla 3. Clases de precisión Clase de precisión

± % Error para % In

% In

50

120

3

3

3

5

5

5

No existe error de fase

Para transformadores de protección TIPO

± % Error para % In

Desfase ± para % In

Error compuesto

Minutos

Centiradianes

5P

±1

± 60

± 1,8

5

10P

±3

---

---

10

M7-5

M.7

Índice

Transformadores de medida y shunts

El transformador frente a la saturación

Un transformador de corriente está saturado cuando su corriente de primario o su carga están por encima de sus valores nominales. La linealidad de la transformación de corriente entre primario y secundario disminuye, de forma que el error es elevado. La saturación del transformador es inversamente proporcional a la carga (fig. 6) La diferencia entre los transformadores de corriente para medida y protección es el comportamiento frente a la sobrecarga que se puede producir en el primario. Los que se aplican en medida, a partir de una sobrecarga se saturan para no dañar al equipo del secundario. En protección, no se saturan hasta una elevada corriente. Un transformador de protección de clase 5P15 indica que no se satura hasta que pase por el primario 15 veces la corriente nominal.

TP En los transformadores para medida el parámetro de FACTOR DE SEGURIDAD, Fs nos indica el número de veces de corriente primaria que el transformador es capaz de transferir a los equipos de medida.

FIG. 6

CURVAS DE CLASE

B C

A %

Error de corriente

0

M7-6

1,2

5

x Ipn

1 3

Transformador de protección Transformador de medida

0,5

10P5

5P5

M.7

Índice

TC

TC 5

TC 5,2

TC 6,2

TC 6

TC 8

TC 10

TC 12

20

22

26

28

44

63

---

25 x 5

20 x 12 25 x 10 30 x 10

30 x 10

40 x 10

60 x 12

50 x 50 60 x 30 80 x 30

3 x 100 x 10

70 58 32

70 58 32

80,5 64 44

80,5 64 44

102 84,5 50

130 108 50

150 129 50

Clase

Clase

Clase

Clase

Clase

Clase

Clase

Ø interior Pletina a b c

c

b a

Transformadores de medida y shunts

Tipo

Transformadores de corriente de PERFIL ESTRECHO. Serie BERG

Fijación V·A A

0,5

1

3

40/5

-

-

1,5

50/5

-

-

3

60/5

-

1,25

3,5

75/5

-

2

3,5

0,5

1

3

0,5

1

3

0,5

1

3

100/5

1,5

2,5

3,75

1,75

3,75

7,5

125/5

1,75

3,5

5

-

1,5

2

3,75

7,5

10

150/5

2,5

3,5

5

1

2

2,5

5

7,5

10

1

3,5

5

200/5

3,75

5

5

2,5

3

3,5

7,5

10

10

3,5

5

7,5

250/5

5

7,5

7,5

0,5

1

3

3,5

3,75

5

7,5

10

15

5

7,5

10

300/5

3,5

3,75

5

10

10

15

5

7,5

10

400/5

3,5

5

7,5

10

10

15

5

7,5

10

5

7,5

10

500/5

5

7,5

10

15

15

20

7,5

10

15

7,5

10

15

600/5

5

7,5

10

15

20

25

0,5

1

3

0,5

1

3

7,5

10

15

10

15

20

750/5

10

15

20

15

20

25

800/5

10

15

20

15

20

30

1 000/5

15

20

30

10

15

20

1 200/5

15

20

30

10

15

20

1 500/5

15

20

30

15

20

25

15

20

30

1 600/5

15

20

30

15

20

25

15

20

30

2 000/5

15

20

25

15

20

30

2 500/5

15

20

30

20

30

40

3 000/5

15

20

30

30

40

60

35

40

60

4 000/5

Tabla códigos

Características Frecuencia

TC 12

M70312

500/5

M70328 M70348 M70336 M70362

60/5

M70313

600/5

M70329 M70349 M70337 M70363

75/5

M70314

750/5

M70338 M70364

M70341

800/5

M70339 M70365

125/5 M70316 M70322 M70342

1000/5

M70366 M70373

150/5 M70317 M70323 M70343 M70331 1200/5

M70367 M70374

B (130 ºC)

200/5 M70318 M70324 M70344 M70332 1500/5

M70368 M70375 M70383

VO

250/5 M70319 M70325 M70345 M70333 1600/5

M70369 M70376 M70384

M70326 M70346 M70334 2000/5

M70377 M70385

FS 5

2500/5

M70378 M70386

Si

3000/5

M70379 M70387

4000/5

M70388

Corriente dinámica, Idyn

2,5 Ith 0,72 kV c.a.

Encapsulado en plástico autoextinguible

100/5 M70315

300/5

Factor de seguridad Bornes secundarios precintables

Accesorios

TC 10

50/5 60 In

Clase térmica

TC 8

M70327 M70347 M70335 M70361

10 kV

Tensión más elevada para el material

TC 6

400/5

Corriente térmica de cortocircuito, Ith

TC 6

TC 6.2

TC 5 M70311

Tensión de aislamiento

TC 5.2 TC 6.2

TC 5.2

A

40/5

50 / 60 Hz

5A

Carril DIN

Tapa cubrebornes

Certificado

M7-7

M.7

Índice

Transformadores de medida y shunts

TCH

Transformadores de corriente de PERFIL ESTRECHO. ALTA PRECISIÓN

Tipo

TCH 6.2

TCH 6

TCH 8

TCH 10

TCH 12

Ø interior

26

28

44

63

3 x 100 x10 150 129 50

Pletina c

b

a b c

a

40 x 10

60 x 12

80,5 64 44

80,5 64 44

102 84,5 50

130 108 50

Clase

V·A A

30 x 10

50 x 50 60 x 30 80 x 30

Clase

0,2S

0,2

0,5S

100/5

1

1,5

2,5

150/5

2,5

3,5

200/5

3,5

5

250/5

5

300/5 400/5

Clase

0,2S

0,2

0,5S

3,5

1

1,25

1,5

5

1,25

1,5

2

5

5

1,5

1,75

2,25

5

5

5

1,75

2

2,5

7,5

7,5

7,5

0,2S

Clase

0,2

0,5S

1

5

5

5

7,5

7,5

600/5

5

7,5

7,5

5

10

10

750/5

7,5

10

10

7,5

10

10

800/5

7,5

10

10

500/5

Clase

0,2S

0,2

0,5S

0,2

0,5S

7,5

10

10

1 000/5

10

15

15

7,5

10

10

1 200/5

10

15

15

10

10

10

1 500/5

10

15

15

10

10

15

10

15

15

1 600/5

10

15

15

10

10

15

10

15

15

2 000/5

10

10

15

10

15

15

2 500/5

10

10

15

15

20

20

3 000/5

10

10

15

20

25

25

25

30

30

4 000/5

Características Frecuencia

Tabla de códigos A

TCH 6.2

100/5

M70441

150/5

M70443 M70431

200/5

M70444 M70432

250/5

M70445 M70433

300/5

M70446 M70434

400/5

M70447 M70435

500/5

M70436

B (130 ºC)

600/5

M70437

M70463

VO

750/5

M70438

M70464

800/5

M70439

M70465

50...60 Hz

Tensión de aislamiento

10 kV

Corriente térmica de cortocircuito, Ith

60 In

Corriente dinámica, Idyn

2,5 Ith

Tensión más elevada para el material Clase térmica Encapsulado en plástico autoextinguible Factor de seguridad Bornes secundarios precintables

0,72 kV c.a.

TCH6

TCH 8

Accesorios

TCH 10

TCH 12

FS 5 / 10

1 000/5

M70466 M70473

Si

1 200/5

M70467 M70474

1 500/5

M70468 M70475

M70483

1 600/5

M70469 M70476

M70484

2 000/5

M70477

M70485

2 500/5

M70478

M70486

3 000/5

M70479

M70487

4 000/5

M70488

5A

Carril DIN

M7-8

0,2S

Tapa cubrebornes

Certificado

M.7

Índice

TA400 , TA500 , TA600

Tipo

TA 400

TA 500

TA 600

Ø interior

100 x 20

100 x 30

125 x 60

165 95 59

185 115 63

196 124 62

Clase

Clase

Clase

b

c

a b c

a

Transformadores de medida y shunts

Transformadores de corriente

Fijación V·A A

0,5

1

3

750/5

15

20

30

0,5

1

3

0,5

1

3

15

20

30

30

800/5

15

20

30

1 000/5

15

20

30

1 200/5

15

20

30

1 500/5

15

30

40

15

30

40

15

20

2 000/5

20

40

50

20

40

50

15

20

30

2 500/5

20

40

50

20

30

40

3 000/5

20

45

60

30

40

60

4 000/5

35

50

70

35

50

70

40

60

80

5 000/5

Características

Tabla de códigos A

TA 400

750/5

M70594

800/5

M70595

1 000/5

M70596

1 200/5

M70597

1 500/5

M70598

M705A4

M705B3

2 000/5

M70599

M705A6

M705B5

2 500/5

M705A7

M705B6

105 ºC

3 000/5

M705A8

M705B7

Encapsulado en plástico autoextinguible

VO

4 000/5

M705A9

Factor de seguridad