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Carga (burden) del transformador de corriente
Sume la resistencia del cableado, la del relé y la de los demás elementos del circuito secundario, compárela con la carga nominal del CT y vea hasta qué longitud de cable le alcanza.
IEC 60228resistencia de conductores, clase 2IEC 61869-2carga nominal en VAIEEE C37.110carga según conexión y falla
Resultados
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— Ω
— m
— Ω
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— Ω
Gráficas
- Sección elegida
- Sección siguiente
- Carga nominal y longitud actual
- Cable
- Relé
- Otros
- Nominal
Cálculo y detalle
Cálculo paso a paso
Qué significa para el CT
Para qué sirve
Un CT solo garantiza su clase de exactitud si la carga conectada no supera la nominal. En protección, además, una carga alta acerca el CT a la saturación. Esta herramienta sirve para revisar un circuito secundario existente, decidir la sección del cable o la ubicación del relé en un diseño, y comparar un CT de 1 A con uno de 5 A.
Cómo se calcula
IEC 60228tabla 2 y anexo B
Resistencia del cable
Rθ = R20 · (1 + 0,00393 · (θ − 20)) · RL = Rθ · LPara secciones métricas, R20 es la resistencia máxima en corriente continua de los conductores de cobre cableados clase 2 de IEC 60228 (1,5 mm² = 12,1 Ω/km; 2,5 = 7,41; 4 = 4,61; 6 = 3,08; 10 = 1,83), que es la construcción habitual de un cable de control. Para 14, 12, 10 y 8 AWG se usan los valores del cobre cableado sin recubrimiento de la tabla 8 del capítulo 9 del NEC (3,14; 1,98; 1,24 y 0,778 Ω por 1000 pies a 75 °C), llevados a 20 °C. El calibre 16 AWG se calcula desde su área con ρ20 = 1/58 Ω·mm²/m, que corresponde a un conductor macizo y queda un poco por debajo del cableado real.
IEEE C37.110carga según conexión y falla
Carga del secundario
ZB = kL · RL + kR · Zrelé + Zotros- Un solo CT, o falla fase-tierra en estrella: la corriente va y vuelve, kL = 2 y kR = 1.
- Estrella con neutro y falla trifásica equilibrada: las corrientes de retorno se anulan, kL = 1.
- CT en delta y falla trifásica: cada CT ve tres veces la carga del ramal, kL = kR = 3.
- CT en delta y falla bifásica: kL = kR = 2.
IEC 61869-2carga nominalIEEE C57.13cargas B normalizadas
Conversiones y criterio
Z = VA / In² · S = In² · ZB · Lmáx = (Zn − kR · Zrelé − Zotros) / (kL · Rθ)La carga nominal de IEC 61869-2 se da en VA con cos φ = 0,8 (1,0 por debajo de 5 VA); la de IEEE C57.13 en ohmios, por ejemplo B-0.5. Aquí las resistencias e impedancias se suman en magnitud, lo que da un valor algo mayor que la suma fasorial y deja el resultado del lado seguro. El indicador queda en verde hasta el 100 % de la nominal y en rojo por encima.
Límites del cálculo
- Use la temperatura de operación esperada del conductor, no la ambiente: a 75 °C el cobre tiene un 22 % más de resistencia que a 20 °C.
- La longitud es la distancia de un sentido; los factores de la conexión ya cuentan el retorno.
- En los CT de medida la exactitud se garantiza entre el 25 % y el 100 % de la carga nominal (IEC 61869-2), así que una carga muy baja también puede ser un problema.
- Esta cuenta no sustituye la verificación de saturación de un CT de protección, que depende de la corriente de falla, la relación X/R y la curva de excitación. Para eso use la herramienta de saturación del CT con el lazo calculado aquí.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la carga (burden) del secundario de un CT?
Se suman la resistencia del cableado, la del relé y la de los demás elementos en serie: Z = kL · RL + kR · Zrelé + Zotros, con RL la resistencia de un sentido del cable a la temperatura de operación. Los factores kL y kR dependen de la conexión y del tipo de falla: con un solo CT o una falla fase-tierra en estrella, el cable cuenta ida y vuelta (kL = 2). Una carga en VA se pasa a ohmios con Z = VA / In².
¿Por qué un CT de 1 A permite cables más largos que uno de 5 A?
Porque la potencia que consume el cable crece con el cuadrado de la corriente: el mismo cable con 5 A consume 25 veces más VA que con 1 A. Por eso en subestaciones con cables largos se prefiere el secundario de 1 A, y con 5 A el cableado suele dominar la carga del circuito.
¿La resistencia del devanado del CT cuenta en la carga?
No en la carga nominal: los VA de placa (IEC 61869-2) o la carga B de IEEE C57.13 se refieren solo a lo que se conecta en bornes. Pero sí cuenta para la tensión que el CT debe desarrollar en una falla, así que se suma al lazo cuando se revisa la saturación.
Medimos la carga real en sitio
En las pruebas a transformadores de medida verificamos relación, polaridad, curva de excitación, resistencia del devanado y la carga real del circuito secundario, con un protocolo por equipo.