Los transformadores de corriente (TC) son dispositivos esenciales en sistemas eléctricos de potencia. Su función principal es reducir corrientes elevadas a valores manejables para medidores, relés de protección y otros equipos de medición, permitiendo así una supervisión y protección seguras y eficientes del sistema eléctrico.
Objetivos de la Prueba de Excitación del Transformador de Corriente
Objetivo
Descripción
Determinar el Punto de Rodilla
Identificar el punto donde un pequeño incremento en la tensión produce un gran aumento en la corriente de excitación.
Verificar Características de Magnetización
Asegurar que el núcleo del TC cumple con las especificaciones del fabricante.
Identificar Anomalías
Detectar problemas como cortocircuitos, envejecimiento del núcleo o degradación del aislamiento.
Tipos de Núcleos y su Comportamiento
Núcleos de Hierro Laminado:
Comúnmente usados en TCs debido a su costo efectivo y buena respuesta magnética.
Ventaja: Buena relación entre el tamaño del núcleo y la capacidad de manejo de corriente.
Desventaja: Puede saturarse fácilmente en condiciones de falla severa, afectando la precisión de la medición.
Núcleos de Níquel-Hierro (Alloy):
Utilizados en aplicaciones donde se requieren características magnéticas superiores.
Ventaja: Menor tendencia a saturarse, proporcionando mayor precisión en condiciones de falla.
Desventaja: Más costosos y más difíciles de fabricar.
Núcleos de Ferrita:
Empleados en TCs de alta frecuencia y aplicaciones especiales.
Ventaja: Buena respuesta en alta frecuencia.
Desventaja: Limitada capacidad de manejo de corriente en comparación con otros núcleos.
Importancia del Punto de Rodilla
Aspecto
Descripción
Identificación del Punto de Rodilla
Es el punto donde un pequeño incremento en la tensión produce un gran aumento en la corriente de excitación. Es esencial para asegurar que el TC opere dentro de sus límites de diseño.
Implicaciones del Punto de Rodilla
Un punto de rodilla bien definido asegura que el TC pueda manejar sobrecargas temporales sin saturarse, manteniendo la precisión de la medición y la protección del sistema.
Efectos de un Punto de Rodilla Bajo
Si el punto de rodilla es bajo, el TC puede saturarse fácilmente durante condiciones de falla, resultando en mediciones imprecisas y posible falla en la protección del sistema.
Efectos de un Punto de Rodilla Alto
Un punto de rodilla alto indica que el TC puede manejar tensiones más altas antes de saturarse, proporcionando una mayor precisión en condiciones extremas. Sin embargo, puede indicar que el núcleo está subutilizado, incrementando los costos sin necesidad.
Consecuencias de la Saturación del Núcleo
La saturación del núcleo del TC puede tener serias consecuencias para el sistema eléctrico:
Mediciones Inexactas:
Durante la saturación, el TC no puede proporcionar una relación de corriente precisa, lo que lleva a mediciones inexactas.
Esto puede resultar en una mala interpretación de las condiciones del sistema, afectando la toma de decisiones en tiempo real.
Protección Comprometida:
Los sistemas de protección que dependen de la precisión del TC pueden no operar correctamente.
Esto puede llevar a una falta de respuesta ante fallas, poniendo en riesgo la integridad del sistema eléctrico y la seguridad de las personas.
Calentamiento del Núcleo:
La saturación repetida puede causar calentamiento excesivo del núcleo, llevando a una degradación del aislamiento y eventual fallo del TC.
Esto no solo afecta la vida útil del TC sino también la fiabilidad del sistema eléctrico.
Normas Aplicables
La prueba de excitación de los transformadores de corriente debe realizarse conforme a normas internacionales para asegurar su precisión y fiabilidad. Las normas más relevantes son:
IEC 60044-1 / IEC 61869-2:
Estas normas establecen los requisitos para los transformadores de corriente, incluyendo las pruebas de rendimiento y los métodos de ensayo. La IEC 60044-1 es una versión anterior, mientras que la IEC 61869-2 es la norma más actualizada que cubre los requisitos generales para los transformadores de corriente.
IEEE C57.13:
Esta norma de IEEE especifica los requisitos para los transformadores de medición y protección, incluyendo los procedimientos de prueba y los criterios de rendimiento. Es ampliamente utilizada en América del Norte.
Estas normas proporcionan guías detalladas sobre cómo realizar las pruebas de excitación, incluyendo la configuración del equipo, los métodos de ensayo y los criterios de aceptación.
Ventajas de Utilizar el PTM con el CPC100
Ventaja
Descripción
Automatización y Facilidad de Uso
PTM automatiza configuraciones y procedimientos, minimizando errores humanos y simplificando el proceso.
Gestión de Datos
PTM permite gestionar y almacenar datos eficientemente, facilitando el análisis posterior.
Precisión y Confiabilidad
La combinación del CPC100 con el PTM garantiza alta precisión en las mediciones y mayor confiabilidad en los resultados.
Procedimiento para la Prueba de Excitación con PTM y CPC100
Preparación del Sistema
Configurar el Instrumento de Prueba:
Colocar el CPC100 en una base firme, nivelada y en un área seca.
Asegurarse de que el CPC100 esté calibrado correctamente.
Identificación y Conexión de Parámetros de Prueba:
Identificar los parámetros de prueba y los terminales para las conexiones adecuadas.
Conectar a tierra efectivamente el CPC100 y asegurarse de que el voltaje de suministro sea de 110Vac o 230Vac, según corresponda.
Conexión del CPC100 al Transformador de Corriente
Conexión
Descripción
Primario
Terminales H1 y H2.
Secundario
Terminales X1, X2, Y1, Y2.
Caja y Burden
Conectar adecuadamente según especificaciones.
Configuración del PTM y Ejecución de la Prueba
Paso
Descripción
Configuración del PTM
Iniciar el software PTM y conectarlo al CPC100. Seleccionar la tarjeta de prueba de excitación del TC.
Ajustes de la Prueba
Configurar los ajustes necesarios, como el rango de tensión y corriente. Introducir otros parámetros según las especificaciones del TC.
Iniciar la Prueba
Presionar el botón de inicio/parada en el PTM. El PTM controlará el CPC100 para aplicar la tensión de excitación y registrar la corriente.
Trazado Automático
El PTM trazará automáticamente la curva de excitación y determinará el punto de rodilla, presentando los resultados en tiempo real.
Registro y Evaluación de Resultados
Paso
Descripción
Guardar Resultados
Guardar la tarjeta de prueba para impresión y documentación. Crear una tarjeta de prueba para cada derivación probada en núcleos de múltiples derivaciones.
Anotar Parámetros
Anotar y registrar todos los parámetros de prueba necesarios.
Evaluación de Resultados
Evaluar los resultados según las clasificaciones y clases de precisión del TC. Comparar con las especificaciones del fabricante.
Consideraciones de Seguridad
Medida de Seguridad
Descripción
Desenergización
Asegurarse de que el TC esté desconectado y en condiciones seguras antes de la prueba.
Conexiones Seguras
Verificar todas las conexiones para evitar cortocircuitos o daños.
Monitoreo
Supervisar el proceso de prueba para detectar irregularidades o problemas técnicos.
Conclusión
Utilizar el PTM junto con el CPC100 para la prueba de excitación de un transformador de corriente es una opción altamente eficiente y precisa. Esta combinación facilita la gestión de pruebas y proporciona resultados confiables y bien documentados, esenciales para garantizar el correcto funcionamiento y la seguridad del sistema eléctrico.
Consejos Prácticos
Calibración del Instrumento: Asegúrese de que el instrumento de prueba esté calibrado correctamente antes de la prueba.
Documentación: Registre todos los parámetros y resultados de la prueba de manera precisa y organizada.
Verificación de Conexiones: Verifique todas las conexiones antes de iniciar la prueba para evitar errores en los resultados.
