IEC 61869-2 normaliza las corrientes primarias de un CT (de 10 a 75 A y sus múltiplos o fracciones decimales) y las secundarias (1 A o 5 A). En un CT de relación múltiple, la norma distingue la reconexión del primario, cuyas exigencias valen para todas las relaciones, de las tomas en el secundario, cuyas exigencias valen solo para la relación mayor salvo acuerdo.
Respuesta corta
La corriente primaria de un transformador de corriente (CT) no se elige libremente: IEC 61869-2 da una lista de valores normalizados. Lo mismo ocurre con la secundaria, que es de 1 A o de 5 A. Cuando un CT ofrece más de una relación, hay dos maneras de lograrlo y la norma las trata distinto: reconectar el primario o tomar derivaciones en el secundario. Para ampliar qué valida la inyección primaria que la secundaria no prueba: inyección primaria: qué valida y cuándo hacerla.
Corrientes primarias normalizadas
La cláusula 5.201 fija los valores normalizados de corriente primaria asignada:
10 - 12,5 - 15 - 20 - 25 - 30 - 40 - 50 - 60 - 75 A, y sus múltiplos o fracciones decimales.
Multiplicando por 10 o por 100 resultan, por ejemplo, 100, 125, 150, 200, 300, 400, 600 y 750 A, y los valores equivalentes en miles de amperios. La norma marca además algunos de esos valores como preferidos.
Corrientes secundarias normalizadas
La cláusula 5.202 fija dos valores: 1 A y 5 A. Para los CT de protección con desempeño transitorio (clases TPX, TPY y TPZ), el valor normalizado es solo 1 A.
La elección entre 1 A y 5 A define la carga que el CT ve en el secundario, porque la potencia consumida por un conductor es proporcional al cuadrado de la corriente. Con 1 A, los cables largos pesan menos sobre la carga. La norma no recomienda uno u otro: lo pide la aplicación. Esa carga se verifica con la herramienta de carga y saturación del CT.
Potencias y cargas normalizadas
La cláusula 5.5.201 da los valores de potencia asignada para las clases de medida, P y PR: 2,5 - 5 - 10 - 15 y 30 VA. Se pueden elegir valores mayores de 30 VA para ajustarse a la aplicación. La norma permite declarar otras potencias no normalizadas, siempre que estén asociadas a otras clases normalizadas.
Para las clases TPX, TPY y TPZ, la cláusula 5.5.202 define la carga resistiva asignada Rb. Los valores normalizados son 0,5 - 1 - 2 - 5 Ω, referidos a una corriente secundaria de 1 A. Si el CT tiene otra corriente secundaria, esos valores se ajustan en proporción inversa al cuadrado de la corriente. Por ejemplo, 1 Ω con 1 A equivale a 0,04 Ω con 5 A.
Dos formas de tener varias relaciones
Un CT de relación múltiple permite cubrir distintos niveles de carga con el mismo equipo. La norma distingue las dos soluciones en la cláusula 5.6.203.
| Solución | Cómo cambia la relación | Qué garantiza la norma |
|---|---|---|
| Primario reconectable | Se reconectan secciones del primario en serie o en paralelo | Las exigencias de exactitud de todas las clases se refieren a todas las reconexiones especificadas (5.6.203.1) |
| Secundario con tomas | Se usa una derivación del devanado secundario | Las exigencias se refieren a la relación mayor, salvo que se especifique otra cosa. Si el comprador lo pide, el fabricante informa el desempeño en las relaciones menores (5.6.203.2) |
La Tabla 208 de la norma muestra cómo se marcan los bornes de cada solución. En el primario en dos secciones aparecen C1 y C2, además de P1 y P2. En el secundario con una toma intermedia aparece un tercer borne, S3.
Qué significa para las clases de protección
En las clases TPX, TPY y TPZ, la nota 1 de la Tabla 207 dice que, en un CT con secundario con tomas, los requisitos de exactitud pueden cumplirse solo para una relación. La nota 2 dice que en un CT con reconexión del primario pueden cumplirse para relaciones distintas. Sin embargo, advierte que se debe prestar atención al factor de construcción Fc, que puede verse afectado por la configuración de los conductores primarios.
Por qué una toma menor es más exigente
En un secundario con tomas, cada toma usa una parte de las espiras del devanado. La tensión que el secundario puede entregar antes de saturarse es proporcional al número de espiras en uso. Por eso, en una toma menor, el CT tiene menos margen: la misma corriente primaria de falla produce una corriente secundaria mayor y la tensión disponible es menor. Esta es la razón técnica habitual de que la norma garantice la clase en la relación mayor y deje las menores a un informe aparte. Con un primario reconectable, el secundario conserva todas sus espiras en cada reconexión.
Corriente térmica continua con relaciones múltiples
La corriente térmica continua asignada de un CT con varias relaciones se marca según la solución elegida (6.13.202.1). La norma da tres ejemplos.
- Un núcleo con tomas en el secundario: 150 % de la corriente primaria de cada toma.
- Varios núcleos de relaciones distintas: la máxima corriente térmica continua por todos los núcleos, por ejemplo 450 A.
- Primario reconectable, por ejemplo 4 x 300/1 A: 4 x 450 A, es decir 450, 900 o 1800 A según la reconexión.
Por eso, al leer la placa de un CT de relación múltiple, verifique la corriente térmica continua de cada relación y no solo la primaria asignada.
Cómo especificar un CT de relación múltiple
- Diga cuántas relaciones necesita y para qué función se usa cada una.
- Para las funciones de protección, pida que la clase y el factor límite de exactitud se garanticen en las relaciones que va a usar.
- Si la solución es de tomas en el secundario, solicite el desempeño en las relaciones menores, porque la norma solo garantiza la mayor.
- Pida que la placa indique la corriente térmica continua de cada relación.
- Verifique la carga del secundario, incluido el cable, con cada relación en servicio.
Qué no hacer
- No use una relación menor de un CT con tomas para una función de protección sin el informe de desempeño de esa relación.
- No tome la clase de la placa como válida en todas las tomas: se refiere a la relación mayor, salvo indicación distinta.
- No elija la corriente secundaria de 1 A o de 5 A sin revisar la entrada del relé y el cable que va a conectar.
- No escoja la relación solo por la corriente de carga normal: la corriente de falla también cuenta, y el CT debe soportarla con su corriente térmica de corta duración (Ith) y su corriente dinámica (Idyn).
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La corriente primaria se escoge junto con la corriente térmica y dinámica y el marcado de bornes. Las clases S, el factor de seguridad y las clases 5P y 10P dependen de la toma que se use. La visión general está en transformador de corriente y media tensión.
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Referencias
- IEC 61869-2, Instrument transformers - Part 2: Additional requirements for current transformers, edición de 2012, cláusulas 5.201, 5.202, 5.5.201, 5.5.202, 5.6.203 y 6.13.202.1, con las notas 1 y 2 de la Tabla 207 y la Tabla 208.
Preguntas frecuentes
¿Qué corrientes primarias normaliza IEC 61869-2?
10, 12,5, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60 y 75 A, y sus múltiplos o fracciones decimales (cláusula 5.201). Así se obtienen, por ejemplo, 100, 150, 200, 300, 400, 600 y 750 A. Las corrientes secundarias normalizadas son 1 A y 5 A (cláusula 5.202).
¿Un CT con tomas en el secundario mantiene la clase en todas las relaciones?
No necesariamente. En un secundario con tomas, las exigencias de exactitud de todas las clases se refieren a la relación mayor, salvo que se especifique otra cosa. Si usted lo pide, el fabricante debe informar el desempeño en las relaciones menores (cláusula 5.6.203.2).
¿Y si el CT cambia de relación reconectando el primario?
Entonces las exigencias de exactitud valen para todas las reconexiones especificadas (cláusula 5.6.203.1).