IEC 61869-1 define tres requisitos de compatibilidad electromagnética para un transformador de medida: la tensión de radiointerferencia del lado de alta tensión (máximo 2 500 µV a 1,1 veces Um/√3, desde Um de 123 kV en subestaciones aisladas en aire), la inmunidad de las partes con electrónica activa y la sobretensión que pasa del primario al secundario, que no debe superar 1,6 kV de pico desde Um de 72,5 kV.
Respuesta corta
IEC 61869-1, edición de 2007, agrupa la compatibilidad electromagnética (EMC) de un transformador de medida en tres requisitos. El primero limita el ruido de radio que produce el equipo de alta tensión. El segundo exige que la electrónica activa, si existe, resista perturbaciones. El tercero limita la sobretensión que pasa del primario al secundario cuando ocurre una maniobra. Cada requisito aplica a un rango de tensión distinto y se comprueba con un ensayo propio.
Qué entiende la norma por compatibilidad electromagnética
La norma define la EMC como la capacidad de un equipo o sistema de funcionar de forma satisfactoria en su entorno electromagnético, sin introducir perturbaciones intolerables en ese entorno (cláusula 6.11.1). Para los transformadores de medida, esa definición se convierte en tres requisitos concretos.
| Requisito | A qué parte o equipo aplica | Valor límite |
|---|---|---|
| Emisión: tensión de radiointerferencia (RIV) | Partes de alta tensión; transformadores con Um de 123 kV o más en subestaciones aisladas en aire | 2 500 µV a 1,1 × Um/√3 |
| Inmunidad | Solo partes con componentes electrónicos activos | Se define en la parte 9 de la serie |
| Sobretensión transmitida | Transformadores con Um de 72,5 kV o más | 1,6 kV de pico en el secundario |
Um es la tensión más alta para el equipo. Es la que figura en la placa y define el nivel de aislamiento. Un transformador de medida convencional, con devanados y núcleo, no tiene electrónica activa. Por eso, para él, el requisito de inmunidad no se aplica.
Radiointerferencia (RIV)
Las partes de alta tensión del transformador pueden emitir ruido de radio. La norma incluye el requisito para cumplir reglamentos de compatibilidad electromagnética (nota de la cláusula 6.11.2).
El límite es de 2 500 µV medidos a una tensión de 1,1 veces Um dividido entre √3. Aplica a transformadores con Um de 123 kV o más que se instalen en subestaciones aisladas en aire. Esto cubre los equipos de alta y extra alta tensión de una subestación convencional.
Este es un ensayo de tipo, según la lista de ensayos de la cláusula 7.1.2. Lo hace el fabricante, en laboratorio, sobre un equipo representativo. Antes de medir, el equipo recibe una tensión de preesfuerzo de 1,5 × Um/√3 durante 30 s. Después se baja a 1,1 × Um/√3 y se mide. El transformador pasa si el nivel de radiointerferencia a esa tensión cumple el límite (cláusula 7.2.5.1).
Dos precisiones sobre el alcance:
- El resultado se expresa en microvoltios y, según la norma, no se aplican factores de corrección por condiciones atmosféricas. El ensayo se hace con el aire dentro de un rango definido de temperatura, presión y humedad.
- Si el transformador es de aislamiento gaseoso y va instalado en una GIS, el ensayo de RIV y el ensayo bajo lluvia no se aplican (nota a de la Tabla 11).
Inmunidad
La edición de 2007 es breve en este punto. Dice que los requisitos y ensayos de inmunidad aplican solo a las partes que contienen componentes electrónicos activos y remite a la parte 9, que en ese momento estaba en estudio (cláusulas 6.11.3 y 7.2.5.2).
Para un transformador de tensión inductivo, IEC 61869-3 declara el ensayo de inmunidad como no aplicable (cláusula 7.2.5.2 de esa parte). El mismo criterio vale para un transformador de corriente con devanados convencionales. Las partes electrónicas son un tema de los transformadores de baja potencia y de la interfaz digital, que se tratan en otras partes de la serie.
Sobretensión transmitida al secundario
Las maniobras en una subestación producen oscilaciones rápidas de tensión. Una parte de ellas pasa del primario a los bornes secundarios, donde se conectan relés y medidores electrónicos. La norma fija un límite para proteger esa electrónica: la sobretensión transmitida no debe superar 1,6 kV de pico (cláusula 6.11.4 y Tabla 9).
El requisito aplica a transformadores con Um de 72,5 kV o más. La norma define dos formas de impulso, que representan oscilaciones de maniobra:
| Impulso tipo A | Impulso tipo B | |
|---|---|---|
| Instalación | Subestación aislada en aire | Subestación blindada aislada en gas (GIS) |
| Tiempo de frente | 0,50 µs ± 20 % | 10 ns ± 20 % |
| Cola | 50 µs o más (tiempo al valor mitad) | Más de 100 ns |
| Límite en el secundario | 1,6 kV de pico | 1,6 kV de pico |
Es un ensayo especial (cláusula 7.4.4). Eso significa que no es de tipo ni de rutina: se hace solo si fabricante y comprador lo acuerdan. La Tabla 11 indica que este ensayo se hace con presión reducida en el equipo de aislamiento gaseoso, y no con el gas de servicio.
El ensayo aplica un impulso de baja tensión entre un borne primario y tierra. Se mide la tensión que aparece en el secundario abierto, con un cable coaxial de 50 Ω y un osciloscopio con ancho de banda de 100 MHz o más. La tensión transmitida se calcula a partir de la relación entre la tensión medida y la aplicada, escalada al impulso especificado en el primario. Si el transformador tiene varios secundarios, se mide cada uno. Si un secundario tiene tomas intermedias, se mide solo la toma del devanado completo.
El transformador pasa si la tensión transmitida no supera el límite de la Tabla 9.
Qué significa para un proyecto
- Especificación. Si la subestación tiene relés y medidores electrónicos cerca del patio, conviene pedir el ensayo especial de sobretensión transmitida desde la compra. Si no se acuerda, el fabricante no tiene obligación de hacerlo.
- GIS o aire. El tipo de impulso depende de dónde se instale el equipo. Un transformador para GIS se ensaya con el impulso B, de frente mucho más corto.
- Recepción. El informe de ensayos de tipo debe incluir el RIV si el equipo es de 123 kV o más para aire. El informe del ensayo especial solo existe si se pidió.
- Equipo ensayado. Revise que el equipo entregado sea del mismo tipo que el ensayado. La norma admite desviaciones constructivas menores solo si fabricante y comprador las acuerdan.
Qué no hacer
- No exija RIV a un transformador de aislamiento gaseoso instalado en una GIS: la norma no lo aplica.
- No dé por hecho que el ensayo de sobretensión transmitida se hizo. Es especial y requiere acuerdo.
- No confunda los 2 500 µV de RIV con los 1,6 kV de sobretensión transmitida. Son requisitos distintos, con unidades y objetivos distintos.
- No trate la inmunidad de un transformador convencional como si fuera la de uno con electrónica: la parte aplicable es otra.
Temas relacionados
La compatibilidad electromagnética se complementa con las descargas parciales y con los ensayos de impulso. En equipos de baja potencia, vea la inmunidad electromagnética de un LPIT. Las guías generales de transformador de tensión y de transformador de corriente resumen el resto del equipo. Sobre los ensayos de compatibilidad electromagnética de la aparamenta, véase compatibilidad electromagnética de la aparamenta.
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Referencias
- IEC 61869-1, Instrument transformers - Part 1: General requirements, edición de 2007: cláusulas 6.11, 7.1.2, 7.2.5, 7.4.4, Tabla 9 y Tabla 11.
- IEC 61869-3, Instrument transformers - Part 3: Additional requirements for inductive voltage transformers, edición de 2011: cláusula 7.2.5.2.
- IEC 61869-9, Instrument transformers - Part 9: Digital interface for instrument transformers, citada por la parte 1 para la inmunidad.
Preguntas frecuentes
¿Todos los transformadores de medida deben cumplir el límite de radiointerferencia de 2 500 µV?
No. IEC 61869-1 aplica el límite a los transformadores con Um de 123 kV o más que se instalan en subestaciones aisladas en aire. Para un transformador de aislamiento gaseoso instalado en una GIS, la norma indica que el ensayo de RIV no se aplica.
¿La sobretensión transmitida al secundario es un ensayo obligatorio?
Es un ensayo especial. La norma lo clasifica así: se hace solo si fabricante y comprador lo acuerdan. El requisito de 1,6 kV de pico existe para transformadores con Um de 72,5 kV o más, pero su comprobación queda sujeta a ese acuerdo.
¿Qué diferencia hay entre el impulso tipo A y el tipo B de la sobretensión transmitida?
El tipo A, con frente de 0,50 µs, representa a un transformador en subestación aislada en aire. El tipo B, con frente de 10 ns, representa a un transformador instalado en una subestación blindada aislada en gas (GIS). El límite en el secundario es el mismo para ambos: 1,6 kV de pico.