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OMICRON CPC 100: pruebas a transformadores de medida

Pruebas a transformadores de corriente y de tensión con el OMICRON CPC 100: relación, excitación y punto de rodilla, y qué aporta cada salida.

Por Shadai García, CEO e ingeniero de protecciones de Tiza Group.

barra MT52cabletoroidalWhmedidornúcleo de medida50/51 50Nnúcleo de protecciónequipo de pruebacarga: los dos núcleos copianfalla: la corriente secundaria subeel núcleo de medida pasa su rodillamedida saturada: protege al medidorel núcleo de protección sigue copiandola 50/51 dispara: abre el 52prueba de excitación con la celda abierta52 cerrado: en servicioI excitación (log)U (log)rodillarodillamedidaproteccióntensión exigidasecundariomedidaprotecciónla rodilla se halla en la prueba de excitaciónIEC 61850TCTRPTOCPTRCXCBR© tizagrp.combarra MT52cabletoroidalWhmedidornúcleo de medida50/51 50Nnúcleo de protecciónequipo de pruebacarga: los dos núcleos copianfalla: la corriente secundaria subeel núcleo de medida pasa su rodillamedida saturada: protege al medidorel núcleo de protección sigue copiandola 50/51 dispara: abre el 52prueba de excitación con la celda abierta52 cerrado: en servicioI excitación (log)U (log)rodillarodillamedidaproteccióntensión exigidasecundariomedidaprotecciónla rodilla se halla en la prueba de excitaciónIEC 61850TCTRPTOCPTRCXCBR© tizagrp.com
Transformador de corriente de media tensión: núcleo de medida que se satura y núcleo de protección que copia. Ubicación en el sistema, principio de funcionamiento e IEC 61850. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

El OMICRON CPC 100 inyecta hasta 800 A AC para medir la relación de los transformadores de corriente y hasta 2 kV para medir su excitación y punto de rodilla y la relación de los transformadores de tensión. Sus entradas de bajo nivel permiten medir CT de bujes y transformadores de baja potencia. Es una prueba de campo con inyección primaria, que verifica el transformador como equipo y no solo su conexión al relé.

Qué se prueba y por qué importa

Un transformador de corriente o de tensión con un defecto no avisa: el relé simplemente recibe una señal equivocada. Un CT que se satura antes de lo previsto retrasa o impide un disparo; una relación errada hace que un relé de sobrecorriente o una diferencial vean una corriente que no existe. Por eso, en la puesta en servicio, los transformadores de medida se prueban como equipo, antes de cerrar el circuito secundario hasta el relé.

El OMICRON CPC 100 es un sistema de inyección primaria portátil que el fabricante ofrece para este fin entre otros. Esta guía describe qué aporta cada una de sus salidas a las pruebas de CT y de PT; para pruebas dedicadas con baja tensión existen el CT Analyzer para transformadores de corriente y el VOTANO 100 para transformadores de tensión.

Qué entrega cada salida

Salida o entradaUso que le da el fabricante en transformadores de medida
800 A ACInyección primaria prolongada y relación de transformadores de corriente
2 kV ACCorriente de excitación y análisis del punto de rodilla del CT; inyección primaria en transformadores de tensión
Entrada de 300 V ACMedición de la relación de CT y de PT del lado de baja tensión
Entrada de 3 V AC, 10 MΩRelación de CT de bujes y ensayos de transformadores de baja potencia
Entrada de 10 V DCMediciones de resistencia
Frecuencia de 15 a 400 HzMedir en condiciones distintas de la frecuencia de red

Pruebas a transformadores de corriente

Relación. Se inyecta una corriente primaria conocida y se compara con la que aparece en el secundario. Detecta espiras en cortocircuito, derivaciones mal conectadas y relaciones que no corresponden a la placa. Lo que se verifica y por qué se explica en prueba de relación, polaridad y grupo vectorial.

Excitación y punto de rodilla. Se aplica tensión creciente al secundario y se registra la corriente que toma el núcleo. La curva revela dónde empieza la saturación y si el núcleo tiene algún daño; es la base para saber si el CT sostiene la corriente de falla que su relé espera. La guía excitación de CT y punto de rodilla explica la curva y su lectura, y la herramienta gratuita de saturación del CT permite estimar el margen de un caso concreto.

Resistencia de devanado y carga. La resistencia de devanado entra en el cálculo de la tensión que el CT puede entregar, y la carga conectada (cables y relés) determina si trabaja dentro de su clase. La herramienta de carga del CT ayuda a estimar esa carga.

Polaridad. Es lo primero que revisa quien conecta una protección diferencial o direccional. Un error de polaridad se descubre en la puesta en servicio con una verificación sencilla, o después con un disparo falso. El fabricante ofrece para esto un accesorio manual de verificación de polaridad y cableado de transformadores de instrumento y circuitos de disparo.

Pruebas a transformadores de tensión

La salida de 2 kV AC se usa para inyectar en el primario de transformadores de tensión inductivos y medir su relación con la entrada de 300 V del lado secundario. Esto verifica la relación real, no solo la de placa. La resistencia de devanado del transformador de tensión es otra comprobación del mismo conjunto.

Para la exactitud en clase de un transformador de tensión inductivo o capacitivo existen sistemas de otro tipo, que miden error de relación y desfase; el fabricante tiene uno específico, con su guía propia.

Qué norma gobierna estas pruebas

La serie IEC 61869 define los requisitos de los transformadores de medida: la parte 2 para los de corriente y la parte 3 para los inductivos de tensión. En el ámbito IEEE, C57.13 establece los requisitos y C57.13.1 es la guía de pruebas de campo para CT de protección. Los criterios numéricos de aceptación dependen de la clase del transformador y de la norma que lo rige, y se fijan en el plan de pruebas.

Qué puede falsear el resultado

  • Remanencia. Un CT magnetizado por una medición previa con corriente continua o por una falla anterior entrega una curva distinta. Conviene desmagnetizar antes de medir la excitación.
  • Secundarios mal aislados. Un secundario conectado al relé o a otro CT en paralelo cambia la medida; por eso se prueba con el circuito aislado y los bloques de prueba abiertos.
  • Ruido en la subestación. En patios energizados la interferencia es real; es una razón para medir con equipos de buena supresión y a frecuencias alejadas de la de red.

Cómo se planea una visita de CT y PT

Antes de ir a campo conviene tener a mano la placa de cada transformador (relaciones, clases, potencia de precisión, factor límite), el esquema de los secundarios y la carga conectada. Con eso se define qué se mide en cada núcleo: un núcleo de protección de una diferencial pide excitación y margen de saturación; un núcleo de medida de una frontera comercial pide relación y exactitud. Una visita sin ese plan termina midiendo todo en todos los núcleos, o peor, olvidando el núcleo que importaba.

También se decide el orden: primero las mediciones sin magnetizar el núcleo, después las de excitación, y al final la desmagnetización. Y se anota la temperatura y el estado de las conexiones, porque un resultado sin condiciones no se puede comparar con el de dentro de cinco años.

Pruebas a CT y PT por encargo

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Referencias

  • OMICRON electronics, ficha del producto CPC 100 (omicronenergy.com/en/products/cpc-100).
  • IEC 61869-2, Instrument transformers – Part 2: Additional requirements for current transformers.
  • IEC 61869-3, Instrument transformers – Part 3: Additional requirements for inductive voltage transformers.
  • IEEE Std C57.13, Standard Requirements for Instrument Transformers, e IEEE Std C57.13.1, Guide for Field Testing of Relaying Current Transformers.

Preguntas frecuentes

¿Qué se mide en un transformador de corriente con el OMICRON CPC 100?

Según la ficha del fabricante, la relación con inyección primaria de hasta 800 A AC y la corriente de excitación con la salida de 2 kV AC, de donde se obtiene la curva de excitación y el punto de rodilla. Qué ensayos se hacen en una visita concreta depende de la clase del CT y de su función, de protección o de medida.

¿Para qué sirve la entrada de bajo nivel de 3 V del CPC 100?

El fabricante la describe para medir con sensibilidad la relación de CT de bujes y para ensayos de transformadores de instrumento de baja potencia. Son casos en los que la señal secundaria es muy pequeña y una entrada común no la mide con la exactitud necesaria.

¿Probar el CT con el CPC 100 reemplaza la prueba de la conexión al relé?

No. La prueba del transformador y la verificación del cableado hasta el relé responden preguntas distintas: la primera confirma que el CT cumple, la segunda que la señal llega al relé con la polaridad y la relación correctas. Una puesta en servicio completa hace las dos.

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