IEC 61869-2 fija 1 A y 5 A como corrientes secundarias asignadas, con 1 A obligatorio en las clases TPX, TPY y TPZ. La carga de las clases de medida y P se expresa en VA con factor de potencia 0,8; la de las clases transitorias, en ohmios resistivos, y se ajusta en proporción inversa al cuadrado de la corriente.
Qué valores define la norma
IEC 61869-2, edición de 2012, fija dos valores normalizados de corriente secundaria asignada: 1 A y 5 A (cláusula 5.202). En los transformadores de corriente (CT) de protección con comportamiento transitorio, clases TPX, TPY y TPZ, el valor normalizado es 1 A.
La carga asignada, que el medio técnico llama «burden», se expresa de dos formas:
| Clases | Cómo se expresa la carga | Valores normalizados |
|---|---|---|
| Medida, P y PR | Potencia en VA con factor de potencia 0,8 | 2,5, 5, 10, 15 y 30 VA; valores mayores a elección (cláusula 5.5.201) |
| TPX, TPY y TPZ | Resistencia en ohmios | 0,5, 1, 2 y 5 Ω, con base en 1 A (cláusula 5.5.202) |
El factor de potencia 0,8 se aplica en las clases de medida y en P y PR. Cuando la potencia asignada es menor que 5 VA se usa factor de potencia 1,0 (cláusulas 5.6.201.3 y 5.6.202.2.4). En medida, además, el valor mínimo es 1 VA.
Por qué la carga cambia con el cuadrado de la corriente
La potencia aparente que absorbe una carga es S = I² × Z. Si la corriente se multiplica por 5, la misma impedancia absorbe 25 veces más potencia. Por eso la norma ajusta la carga resistiva asignada «en proporción inversa al cuadrado de la corriente» cuando la corriente secundaria no es 1 A (cláusula 5.5.202).
| Potencia | Impedancia con 1 A | Impedancia con 5 A |
|---|---|---|
| 5 VA | 5 Ω | 0,2 Ω |
| 10 VA | 10 Ω | 0,4 Ω |
| 15 VA | 15 Ω | 0,6 Ω |
Los valores son el resultado directo de la fórmula. Dos consecuencias prácticas:
- El cableado pesa 25 veces más con 5 A. Los mismos metros de cable consumen 25 veces más potencia con 5 A que con 1 A. En una subestación grande, con la sala de control lejos del patio, el cable puede consumir gran parte de la carga asignada.
- Una carga expresada en ohmios no se puede comparar con una en VA sin la corriente. Un valor de 5 Ω es el más alto de la serie normalizada con 1 A y equivale a 125 VA con 5 A.
Por qué existen los dos valores
El informe técnico IEC TR 61869-100, edición de 2017, cláusula 11.2.2, explica el origen histórico. Los relés electromecánicos de protección necesitaban un par mecánico para operar y lo obtenían de la corriente de entrada a través de la parte inductiva de su impedancia. Por eso tenían cargas altas, y 5 A era un valor adecuado de corriente nominal. De ahí también el factor de potencia 0,8 de las clases de medida y de 5P y 10P: tiene un origen histórico.
Con los tiempos de operación largos de esos relés, cuando la componente continua ya había decaído, solo contaba la componente alterna de la corriente de cortocircuito. La saturación se conocía, pero no se consideraba un problema importante en la mayoría de los casos.
Hoy las redes pueden tener constantes de tiempo primarias mayores y los relés electrónicos miden en un ciclo o menos. Esos relés usan la corriente secundaria solo como señal, sin necesidad de par. Su carga es mucho menor y principalmente resistiva. Por eso las clases de error transitorio se especifican con carga resistiva, factor de potencia 1.
Para esas cargas bajas ya basta 1 A. El informe agrega que se discuten valores de corriente secundaria aún menores y que ya se usan en aplicaciones especiales.
Por qué siguen vigentes P y PR
Las clases 5P y 10P se conocen bien desde hace décadas y se siguen usando en la mayoría de las aplicaciones, con el modelo tradicional de carga alta y factor límite de precisión bajo. En muchas, la carga asignada alta compensa el factor límite bajo y la tensión límite queda más o menos igual.
El informe advierte un riesgo: cuando un núcleo de carga asignada alta trabaja con una carga real muy baja, queda «subcargado» y su exactitud puede ser peor que la de un núcleo con la carga operativa. Esto se debe revisar al cambiar relés electromecánicos por digitales. En reposiciones es común conservar los CT viejos con relés nuevos, y entonces hay que comprobar que cumplen los requisitos del relé nuevo.
Qué verificar en un proyecto
- Anote la corriente secundaria asignada de cada núcleo y la del relé. Deben coincidir.
- Calcule la carga real en ohmios: resistencia del cable de ida y vuelta, más la impedancia de entrada del relé.
- Compárela con la carga asignada convertida a ohmios con la misma corriente.
- Revise la saturación con la carga real, no con la de placa.
La herramienta gratuita de carga y saturación del CT hace este cálculo con el cableado y el relé.
Qué no hacer
- No compare cargas en ohmios y en VA sin pasarlas a la misma corriente.
- No cambie un relé de 5 A por uno de 1 A sin comprobar la corriente secundaria del núcleo: es un valor fijo del CT.
- No use la carga de placa para el cálculo de saturación: use la real.
- No desestime el cable. Con 5 A, su resistencia pesa 25 veces más.
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Cambiar de 1 A a 5 A modifica la carga que se compara en las equivalencias entre clases y en el CT para sobrecorriente. Las clases de medida cambian según la corriente. Las protecciones diferenciales se explican en protección diferencial.
Cuándo llamarnos
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Referencias
- IEC 61869-2, Instrument transformers - Part 2: Additional requirements for current transformers, edición de 2012, cláusulas 5.5.201, 5.5.202, 5.202, 5.6.201.3 y 5.6.202.2.4.
- IEC TR 61869-100, guía de aplicación de transformadores de corriente en sistemas de protección, edición de 2017, cláusula 11.2.2.
Preguntas frecuentes
¿Qué valores de corriente secundaria asignada define la norma?
1 A y 5 A. Para los CT de protección con comportamiento transitorio (TPX, TPY y TPZ), el valor normalizado es 1 A (IEC 61869-2, cláusula 5.202).
¿Cómo paso la carga de VA a ohmios?
Dividiendo la potencia asignada por el cuadrado de la corriente secundaria asignada. Con 5 VA, la impedancia es de 5 Ω con 1 A y de 0,2 Ω con 5 A. La norma aplica la misma regla a las cargas resistivas: se ajustan en proporción inversa al cuadrado de la corriente (cláusula 5.5.202).
¿Por qué los relés modernos suelen usar 1 A?
Porque no necesitan par mecánico para operar: toman la corriente como señal, su carga es muy baja y casi toda resistiva, y las clases de error transitorio se especifican con carga resistiva. Los relés electromecánicos tenían cargas altas y el valor de 5 A resultaba adecuado (IEC TR 61869-100, cláusula 11.2.2).