INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO +++++++++++ MARIO SANTIAGO EXTENSIN MARACAY

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Maracay Noviembre 2008

Transformadores de Medida (TM) Los transformadores de medidas son los que se emplean para alimentar circuitos que tienen instrumentos de medicin o proteccin Su uso se hace necesario en las redes de alta tensin en donde se requiere reducir los valores de voltaje y corriente a cantidades manejables por los instrumentos. El empleo de estos dispositivos: Permiten ajustar valores de la energa (tensin y corriente) a niveles seguros y cmodos para ser manejados. Aslan masas, es decir aslan los instrumentos de medicin del circuito primario permitiendo medir los altos voltaje y corrientes s con instrumentos de bajas escalas. Es ms seguro al no tener contacto directo con partes de alta tensin. Permite la normalizacin de las caractersticas de operacin de los instrumentos. Existen dos tipos de transformadores de medida: Los transformadores de de corriente (TC) y los transformadores potencial (TP). Transformadores de corriente. Los transformadores de corriente son aparatos que se usan para reducir a valores normales y no peligrosos, las caractersticas de corriente en un sistema elctrico con el fin de permitir el empleo de aparatos de medicin normalizados, por consiguiente ms econmicos y que pueden manipularse sin peligro. Un transformador de corriente es un transformador de medicin, donde la corriente secundaria es, dentro de las condiciones normales de operacin, prcticamente proporcional a la corriente primaria, y desfasada de ella un ngulo cercano a cero, para un sentido apropiado de conexiones. El primario de dicho transformador est conectado en serie con el circuito que se desea controlar, en tanto que el secundario est conectado a los circuitos de corriente de uno o varios aparatos de medicin, relevadores o aparatos anlogos, conectados en serie. Un transformador de corriente puede tener uno o varios devanados secundarios embobinados sobre uno o varios circuitos magnticos separados. Normalmente estos dispositivos tienen muy baja impedancia y para que el transformador pueda cumplir con su funcin de indicar exactamente Figura 1 el valor de la corriente circulante en el circuito primario, se debe mantener si es posible, el valor de la carga, por lo cual se trata de reducir al mnimo la corriente magnetizante. Para esto, el diseo debe considerar un ncleo magntico muy compacto, con entrehierros casi nulos y prdidas en el hierro muy pequeas.

En cualquier transformador se cumplen las relaciones fundamentales de este tipo de circuitos (ver figura 1) ; es decir, N1/N2 = V1/V2 = I2/I1 El nmero de espiras en el TC se calculan a partir del hecho que los amperes-vueltas del primario y del secundario deben ser iguales. En la prctica, esta relacin no es exactamente igual, ya que los flujos de ambos bobinados, no son exactamente iguales, entonces se tiene un flujo magntico resultante, cuyo valor se calcula como : r = p - s Este flujo resultante r da origen a una induccin magntica en el ncleo del transformador de valor bajo, pero que es suficiente para producir en el devanado secundario un voltaje inducido s que mantiene la corriente que se mide. Si por alguna razn se abre el devanado secundario, la variacin del flujo con el tiempo (d/dt), induce un valor de tensin alto que puede ser peligroso. Por esta razn el secundario debe estar conectado a tierra y nunca debe estar en circuito abierto. Se recomienda cortocircuitar el secundario ANTES de retirar el instrumento. El diagrama equivalente del transformador de corriente es:

Figura 2

Figura 3:

Esquema Equivalente simplificado de un transformador de medida.

EEl diagrama vectorial de este circuito se expresa como:

Figura 4: Diagrama vectorial del transformador deEn el caso de un transformador de corriente, el error es igual a Io que es el vector diferencia entre la corriente primaria y secundaria, y ser mxima cuando Is e Ip estn en fase. El error se expresa en funcin de la corriente primaria. = (R Is - Ip) / Ip ............. Siendo Is = Es / Zt ......... Zt = Zc + Zs Es = 2.22 Ns B S 10-6 Con lo cual, el error ser : = 450000 ( L Zt ) / ( Ns2 S ) Por lo tanto, el error depender del tipo de material utilizado en el ncleo. Si por la expresin es posible disminuir el error aumentando el nmero de espiras en el secundario, esto hace aumentar la impedancia del secundario. Por tanto un aumento del error. De aqu se debe llegar a un compromiso entre todos los parmetros en el momento de calcular un TC. Funcin del transformador de corriente La funcin de un Transformador de Corriente, llamados TCs, es bsicamente la de cumplir dos tareas: 1Medir grandes valores de Amperaje, o altas magnitudes de Corriente, con aparatos de medida de bajo alcance o rango de trabajo. Esta funcin se cumple tanto en circuitos de Alta tensin, como en los circuitos de Baja Tensin.

Ejemplo para medir la corriente en el lado de baja tensin (en 208 Voltios) de un transformador cuya capacidad sea de 500 KVA, se tiene una intensidad de 1390 Amperios, para este caso se utilizan los TC's, con ampermetros cuya bobina de corriente es para 1 5 Amperios con una escala ajustada convenientemente. 2Brindar separacin entre el circuito al cual se le mide la corriente con respecto de los instrumentos de medicin. esta segunda funcin es mucho ms importante cuando se hace en Alta Tensin. Por lo cual existen diversos tipos constructivos para cumplir esta funcin, todos ellos brindado el aislamiento elctrico requerido por seguridad. En general, se puede decir que los transformadores de corriente se utilizan para tomar muestras de corriente de la lnea y reducirla a un nivel seguro y medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros dispositivos de medida y control. Partes del transformador de corriente de alta tensin En la siguiente figura se enumeran las diferentes partes que conforman un transformador de corriente de alta tensin (entre 65 KV y 800 KV).

Protector de la membrana Indicador de posicin de la membrana de tensin Tornillo de desaireacin de la membrana Membrana de expansin Aislamiento principal Arrollamiento secundario del transformador de corriente Terminales primarios Ncleo del transformador de tensin Arrollamiento secundario del transformador Arrollamiento primario del transformador de tensin Cabeza del transformador Aislador Carcasa Vlvula de carga y vaciado del aceite Caja de terminales secundarios Terminales secundarios

Los factores que determinan la seleccin de los transformadores de corriente son: Tipo de Transformador de Corriente. Segn su construccin Existen tres tipos de TC: a) Tipo devanado primario. Este como su nombre lo indica, tiene ms de una vuelta en el primario. Los devanados primarios y secundarios estn completamente aislados y ensamblados permanentemente a un ncleo laminado. Esta construccin permite mayor precisin para bajas relaciones. b) Tipo Barra. Los devanados primarios y secundarios estn completamente aislados y ensamblados permanentemente a un ncleo laminado. El devanado primario, consiste en un conductor tipo barra que pasa por la ventana de un ncleo. c) Tipo Boquilla (Ventana o Bushing). El devanado secundario est completamente aislado y ensamblado permanentemente a un ncleo laminado. El conductor primario pasa a travs del ncleo y acta como 2 devanado primario. Tipo de Instalacin. Los aparatos pueden ser construidos para ser usados en instalaciones interiores o exteriores. Generalmente, por razones de economa, las instalaciones de baja y media tensin, hasta 25 KV., son diseadas para servicio interior. Las instalaciones de tipo exteriores son de tensiones desde 34.5 KV a 400 KV., salvo en los casos donde, por condiciones particulares se hacen instalaciones interiores para tensiones hasta 230 KV. Es conveniente examinar adems, el tipo de TC que se pueda instalar, dependiendo de las facilidades de mantenimiento. Tipo de Aislamiento. Los materiales que se utilizan para el aislamiento dependen del voltaje del sistema al que se va a conectar, la tensin nominal de aislamiento debe ser al menos igual a la tensin mas elevada del sistema en que se utilice. Los tipos de aislamiento se dividen en tres clases: a) Material para baja tensin. Generalmente los TC's son construidos con aislamiento en aire o resina sinttica, suponindose que lo comn son las instalaciones interiores.

Figura 5: Transformador de corriente con resina sinttica b) Material de media tensin. Los transformadores para instalaciones interiores (tensin de 3 a 25 KV) son construidos con aislamiento de aceite con envolvente de porcelana (diseo antiguo), o con resina sinttica (diseo moderno).

Hay que hacer notar que la mayora de los diseos actuales emplean el material seco, los aparatos con aislamiento en aceite o masa aislante (compound) se utilizan muy poco y slo para instalaciones existentes. Los aparatos para instalaciones exteriores son generalmente construidos con aislamiento porcelana aceite, aunque la tcnica ms moderna est realizando ya aislamientos en seco para este tipo de transformadores. c) Materiales para alta tensin. Los transformadores para alta tensin son aislados con papel dielctrico, impregnados con aceite y colocados en una envolvente de porcelana. Es importante definir la altitud de la instalacin sobre el nivel del mar, ya que las propiedades dielctricas de los materiales y del aire disminuyen con la altitud. Normalmente todos los equipos se disean para trabajar hasta 1000 Mts sobre el nivel del mar, si la altitud es mayor el nivel de aislamiento debe ser mayor. Potencia Nominal. La potencia nominal que se debe seleccionar para los transformadores de medicin, est en funcin de la utilizacin a que se destina el aparato. Para escoger la potencia nominal de un transformador de corriente, se hace la suma de las potencias nominales de todos los aparatos conectados al secundario. Se debe tener en cuenta por otro lado, la impedancia de las lneas, si las distancias entre los transformadores y los instrumentos de medicin, son importantes. Se escoge la potencia normal inmediata superior a la suma de las potencias. Los valores normales de las potencias de precisin y de sus factores de potencia. Clases de Precisin. Las clases de precisin normales para los transformadores de corriente son: 0.10 calibracin. 0.20-0.30 para mediciones en laboratorios, alimentacin de integradores para sistemas de potencia. 0.50-0.60 para instrumentos de medicin e integradores, medidores de consumo. 1.20-3.00 ampermetros de tableros , ampermetros de registradores, vatmetros de tableros, vatmetros indicadores, fasmetros indicadores, fasmetros registradores, frecuencmetros de tableros, protecciones diferenciales, relevadores de impedancia, relevadores de distancia, y otros. 5.00 relevadores de proteccin en general. Esto de acuerdo con las normas ANSI pero depende realmente de las normas usadas. En los sistemas de alta tensin AT y muy alta tensin MAT, resulta imprescindible que los transformadores de corriente sean capaces de reproducir sin dificultades las corrientes de cortocircuito del SEP a fin de evitar falsas actuaciones o retrasos en las protecciones. Para cumplir con esto se han desarrollado tres tipos de transformadores segn denominaciones Comit Europeo Industrial, CEI. Tipo TPX : Sobredimensionados ( sin entrehierro) Tipo TPY : Antirremanentes ( pequeos entrehierros) Tipo TPZ : Lineales ( amplios entrehierros)

Cuadro 1: Tipos de transformadores por capacidad Icc Factor de sobrecarga. El factor de sobrecarga, es el nmero N que indica un mltiplo de la corriente primaria, que, debido a la saturacin del ncleo produce un error de la corriente de -10 %, cuando la carga secundaria es de su valor nominal. En la utilizacin de los transformadores de corriente, es muy frecuente que los TM son sometidos a sobrecargas. Cuando se realiza un proyecto, es de vital importancia que los equipos que se instalan sean tiles durante toda la vida operacin y no sean necesarios cambios de aparatos los primeros aos de funcionamiento. Es por esta razn que las caractersticas de los equipos que se van a instalar deben cumplir con ciertos requerimientos de modo que cumplan la funcin para la cual estn siendo usados. En el caso de los transformadores de corriente, surgen dos posibles criterios de seleccin de acuerdo a la funcin que estos van a tener antes corrientes de falla: uno como transformador de corriente de medicin y el otro como transformacin de corriente de proteccin. El transformacin de medicin se disea de modo que

Cuadro 2: Corrientes nominales primarias y relaciones de transformacin normalizadas Ante corrientes de falla se sature de manera de proteger los instrumentos que se encuentran alimentados por el, en este estado la medicin es errnea. Por otro lado el transformador de corriente de proteccin esta diseado para que el efecto de la saturacin no se observe ante corrientes de varias veces la nominal para as evitar errores en la medicin (reflejar correctamente la corriente) y ordenar la accin de proteccin oportuna. Otro aspecto que se debe tomar en cuenta es que cuando la corriente supera el codo de saturacin la precisin cae, el transformador se satura. Es por esto que el transformador de medicin tiene que estar cargado en su secundario a lo justo, si est menos cargado que su prestacin no saturara en forma que se espera, si est mas cargado perder precisin. Para el de proteccin, la carga debe ser mnima de modo que cuando aparezca la corriente de falla el transformador aun no este saturado y refleje sin errores la medicin.

Estructuras de los transformadores de corriente:

Figura 6: Transformadores tipo ventana

Figura 7: Modo de funcionamiento de un transformador de corriente tipo ventana Los transformadores tipo Bushing y los tipo ventana diseados con aislamiento parcial del primario, suelen tener su secundario conectado a la masa de fbrica. Si no fuese as, deber efectuarse esta conexin en terreno cuando se instale.

Figura 8: Transformador tipo barra pasante para tensiones de 6.6KV a 25KV

El tipo de conexin. Hay tres formas en las que normalmente se conectan los secundarios de los transformadores de corriente, en circuitos trifsicos: 1) en estrella; 2) en delta abierta o V y 3) en delta. 1) Conexin en estrella. En esta conexin se colocan tres transformadores de corriente, uno en cada fase, con relevadores de fase en dos o tres de las fases para detectar fallas de fase. En sistemas aterrizados, un relevador conectado en el comn de los tres TC's detecta cualquier falla a tierra o por el neutro. En sistemas no aterrizados conectados de la misma forma puede detectar fallas a tierra mltiples de diferentes alimentadores. Las corrientes en el secundario estn en fase con las del primario. 2) Conexin en delta abierta. Esta conexin es bsicamente la misma que la conexin en delta pero con una pierna faltante, usando solo dos TC's. Con esta conexin se puede lograr una proteccin contra falla entre fases, en las tres fases, pero solo ofrece proteccin de fallas a tierra para las fases en que se tiene TC y si el ajuste del relevador esta por debajo de la magnitud de la falla. En esta conexin las corrientes del secundario Las pruebas a las cuales debern someterse son Prueba de aislamiento en baja tensin entre bobinados y tierra estn en fase con las del primario. Ya que, con esta conexin no es posible detectar las fallas de secuencia cero, rara vez se usa como nica proteccin del circuito. Frecuentemente se acompaa con un TC de secuencia cero tipo dona. Este TC de secuencia cero se puede aplicar en sistemas aterrizados o flotados, y como estos transformadores y sus relevadores asociados no son sensibles a las corrientes de fase, estos pueden ser de relativa baja capacidad, por lo mismo pueden ser muy sensibles a fallas a tierra. 3) Conexin en delta. Esta configuracin utiliza tres transformadores de corriente, pero a diferencia de la conexin en estrella, los secundarios de interconectan antes de conectarlos a los relevadores. Este tipo de conexin se utiliza para la proteccin diferencial de transformadores de potencia. La conexin en delta de los TC's se utiliza en el lado del transformador de potencia conectado en estrella, y la conexin en estrella de los TC's se usa en el lado del transformador conectado en delta. La Corriente Nominal Primaria. Se escoge generalmente el valor normalizado superior a la corriente nominal de la instalacin. La corriente nominal se calcula con la siguiente frmula In = Potencia Aparente Trifsica / (1.73* Voltaje de Lnea). En ciertos TC's se cuenta con doble o triple relacin primaria, ya sea por medio de conexin serie paralelo, o por medio de tomas en los bobinados secundarios. La Corriente Nominal Secundaria. El valor normalizado es generalmente 5 Amps.; en ciertos casos, cuando el alambrado del secundario puede representar una carga importante, se puede seleccionar el valor de 1 Amp. Nivel bsico de aislamiento al impulso Es un nivel de aislamiento de voltaje de referencia expresado como el voltaje de cresta de una forma impulso estandarte no mayor de 1 x 40 seg.

Corriente Trmica Esta es la mxima capacidad de corriente simtrica RMS que el transformador puede soportar por 1 seg., con el secundario en corto, sin sobrepasar la temperatura especificada en sus devanados. En la prctica esta se calcula como: I Trmica (KA) = Potencia de Corto Circuito (MVA)/ (1.73* Tensin (KV)) Corriente Dinmica Esta es la mxima corriente RMS asimtrica en el primario que el TC puede soportar sin sufrir daos, con el secundario en corto. Esta capacidad solo se requiere definir en los TC tipo devanado. En la prctica esta corriente se calcula como: I Dinmica (KA) = 2.54 * I Trmica Transformador de Potencial: Los instrumentos de medidas y relevadores no se conectan directamente a los circuitos de corriente alterna si exceden de 550 voltios, sino que la conexin se efecta por medio de transformadores especiales. Los transformadores de potencial son anlogos a un pequeo transformador de potencia, su teora y construccin prcticamente es la misma , solo que, de potencia menor y calculada de modo que los errores en la relacin de transformacin de fase sea mnimo. Adems, los aparatos de medida pierden precisin cuando se conectan directamente en alta tensin debido a la fuerza electrosttica que acta sobre el elemento indicador. La funcin de un Transformador de Potencial, es la de brindar mediante un primario devanado especialmente, o acople tipo capacitivo en otros modelos, una conexin segura con los circuitos de Alta Tensin, para reducir el voltaje y aislar galvanicamente su lado secundario y conectarse de forma segura con los circuitos de medida en el lado de baja tensin. Generalmente los transformadores de tensin tienen una potencia nominal muy baja y su nico objetivo es suministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia, para que se mida con instrumentos conectados a su secundario. Adems, puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deber ser particularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos. Se pueden conseguir transformadores de potencial de varios niveles de precisin, dependiendo de que tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicacin especial. El primario de un transformador de potencial se conecta en paralelo con el circuito de potencia y en el secundario se conectan los instrumentos o aparatos de proteccin. De esta forma se obtiene un aislamiento entre el lado de Alta tensin con respecto de los circuitos de Baja tensin donde estn los voltmetros o instrumentos de medida, rels o controladores o luces pilotos.

Transformador de potencial devanado o inductivo. Es un transformador devanado especialmente, con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensin. Tiene una potencia nominal muy baja y su nico objetivo es suministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia, para que se mida con instrumentos incorporados. Este deber ser particularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos Se pueden conseguir transformadores de potencial de varios niveles de precisin, dependiendo de que tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicacin especial. Parte del Transformador de Potencial devanado: Ncleos y Arrollamientos El ncleo magntico, fabricado de lmina de grano orientado de una aleacin de hierro y silicio, lleva en su parte central los arrollamientos secundarios y primarios. Con el fin de conservar una distribucin de tensin lo ms lineal posible, la bobina primaria esta diseada como un arrollamiento en capas aisladas con un papel especial. Los circuitos secundarios pueden ser provistos con fusibles de baja tensin diseados para la potencia de salida lmite del transformador. Estanque del Transformador El estanque fundido de aluminio de Figura 9: Transformador de potencial alto grado, lleva la caja de Terminal secundaria, la conexin a tierra, el dispositivo de drenaje de aceite y la placa de valores nominales. La caja de terminales secundarios es de fcil acceso y puede ser equipada ya sea con borneras tipo serie o tipo perno. Para reducir la cantidad de aceite el estanque fue adaptado a las dimensiones de la parte activa (ncleo) del transformador. Arrollamiento Primario El arrollamiento primario consiste en una o ms espiras de cable de cobre flexible que se ubica dentro de la cabeza del transformador. El diseo del cabezal

permite una fcil conmutacin del arrollamiento primario en la relacin de 1:2 1:2:4. Esta conmutacin se realiza externamente posicionando adecuadamente una pieza de conexin de cobre. Ncleos y Arrollamientos secundarios Dependiendo del propsito de medicin, se emplea una aleacin de hierro y silicio o ferronquel para los ncleos anillados. Para obtener un valor de baja reactancia, los arrollamientos secundarios, de alambre de cobre con laca aislante, estn distribuidos uniformemente sobre el ncleo. De esta manera, se obtiene una ptima transmisin de los valores medidos. Los ncleos estn encapsulados en un casco de aluminio, y los conductores secundarios son llevados hacia la base a travs de un tubo que est soldado al casco. Cabezal La cabeza del transformador, fundida de aluminio de alto grado, contiene los ncleos, los arrollamientos primarios y secundarios. Para reducir la cantidad de aceite y el peso, el cabezal fue adaptado a las dimensiones de la parte activa (ncleo) del transformador. Los terminales primarios pueden ser de forma redonda o terminales planos. La cabeza tambin lleva la conmutacin primaria, de fcil acceso. El sellado hermtico y libre de presin se mantiene a travs de una cmara de expansin de acero inoxidable. La expansin del aceite se indica mediante un indicador visual que puede controlarse desde el exterior. Como resultado del sellado hermtico, el transformador no requiere mantenimiento.

Figura 10: Transformador de potencial inductivo

Transformador de potencial capacitivo Principio de funcionamiento. El Transformador de potencial capacitivo tiene su principio de funcionamiento en el transformador de potencial electromagntico. Un nmero de capacitores estn acoplados en serie entre la lnea y tierra para formar un divisor capacitivo, este cuenta con un tap capacitivo con un valor de voltaje conveniente aproximadamente conocido como voltaje intermedio. Este orden hace que los capacitores suplan un circuito electromagntico de inductancia reactiva con una de reactancias capacitivas con un acoplamiento de frecuencias para constituir un circuito resonante. Construccin Los transformadores de tensin capacitivos permiten realizar la medicin de altos voltajes en forma precisa y adems, la transmisin por OPLAT (limitador de tensin, interruptor de puesta a tierra y bobina de drenaje) en un rango de frecuencias de 30-500 kHz. Actan simultneamente como un transformador de tensin y un capacitor de acoplamiento. El capacitor de alta tensin y el capacitor intermedio estn formados por elementos conectados en serie. Cada elemento est fabricado con armadura de aluminio, polipropileno y papel de celulosa de alta pureza que forman los electrodos. Los elementos se apilan para formar una unidad dentro del aislador de porcelana. Las unidades se Figura 11: secan mediante temperatura y transformador vaco y, posteriormente, se capacitivo CCV impregnan con aceite dielctrico de alta calidad seco y desgasificado. El sellado de aceite se logra mediante juntas de hule sinttico que no se ven afectadas por el aceite o la contaminacin del ambiente. Un fuelle de acero inoxidable permite la expansin del aceite en el interior del aislador a una presin constante en toda la gama de las temperaturas especificadas. El elemento electromagntico, que incluye el transformador de Media Tensin y la inductancia de compensacin, est situado en una cuba sellada hermticamente y llena de aceite. Esta parte electromagntica est equipada con dispositivos que la protegen contra las sobretensiones y la ferrorresonancia. La caja de terminales de baja tensin est montada en la cuba. Los accesorios opcionales tales como el equipo AF para OPLAT (limitador de tensin, interruptor de puesta a tierra y bobina de drenaje) tambin estn situados en la caja de bornes secundarios. Se han tomados las precauciones que en caso de Figura 12 cortocircuito la tensin dentro de el elemento de

transformacin no sobrepase de ciertos valores que podran ser peligrosos para el personal y el equipo. La mayora de los tipos de transformadores de tensin capacitivos pueden soportar trampas de onda. Los capacitores de acoplamiento de tipo CC se utilizan junto con transformadores de tensin inductivos. Aislador El transformador de potencial capacitivo est formado por una o varias unidades capacitivas dependiendo del nivel de voltaje. El aislador se fija a la cuba mediante una brida de metal, que est cementada a la porcelana. Este tipo de montaje proporciona una resistencia mecnica muy elevada que permite resistir cargas ssmicas severas. La lnea de fuga de diseo estndar es de 25mm/kV, pero puede incrementarse si as se solicita. El capacitor de acoplamiento est formado por una o varias columnas capacitivas situadas en una base sin cuba. El aislador de cermica y las partes metlicas no corrosivas proporcionan un producto resistente a las condiciones atmosfricas y ambientales, ideal para su ubicacin en reas contaminadas o cerca de las costas.

Datos mnimos para cotizacin 1 Normas aplicables 2 Frecuencia del sistema 3 Tensin mxima del sistema 4 Tensin de prueba de baja frecuencia 5 Tensin de prueba al impulso de rayo. 6 Tensin de prueba al impulso de maniobra, si fuera aplicable 7 Capacitancia nominal Cn en pF 8 Factor de sobr tensin (ej.1,5Un30s) 9 Relacin de transformacin 10 Nmero de secundarios 11 Clase de exactitud y carga nominal para cada devanado secundario. 12 Potencia mxima de calentamiento en VA. 13 Condiciones ambientales (altitud, temperatura, contaminacin del sitio, condiciones ssmicas). 14 Distancia de fuga necesaria en mm o en mm/kV 15 Accesorios a solicitud: Borne Terminal de AT (material y dimensiones). RECONECTADORES. Se puede definir como reconectador al equipo diseado para abrir o cerrar un sistema elctrico bajo condiciones normales de operacin o de falla y realizar la reconexin automtica del circuito. S la falla es permanente abre definitivamente despus de un ciclo de operaciones preestablecido. Se clasifican de acuerdo a su sistema de control en: De control hidrulico. De control electrnico.

Las partes principales de un reconectador son las siguientes: Interruptores: es donde se lleva a cabo la interrupcin del arco elctrico, estos pueden ser de vaco, are comprimido o de aceite. Sistema de control: cumple la funcin de controlar el tiempo de disparo, el tiempo de reenganche y el nmero de operaciones, este va de acuerdo al tipo de

reconectador; los tipo KFE y GVR poseen un sistema de control electrnico que puede ser a base de electrnica de potencia o a travs de PLCs, para los tipo KF y RV el control es netamente hidrulico donde las seales son percibidas a travs de bobinas en serie con los contactos de los interruptores. Manija de operacin manual: La manija de operacin manual (amarilla) permite un abre y cierre manual del reconectador energizado. Halando la manija hacia abajo dispara y abre los contactos principales del reconectador. Levantando la manija hacia arriba cierra el contactor de la bobina de cierre. Manija de no reconexin: Esta manija de no-reconexin provee al reconectador con la posibilidad de impedir el cierre con la primera operacin de disparo, a pesar de las operaciones prefijadas dentro del reconectador. Interruptor inhabilitador del disparo a tierra: Instalado en la cabeza del reconectador al otro lado del guardacellisca, este interruptor inhabilitador, manejado manualmente, anula la operacin de disparo a tierra, al ser halado hacia la posicin de BLOCKED (bloqueada). Puede ser accionado mediante una prtiga aislante y quedar en esa posicin hasta ser regresado a su posicin normal manualmente. Solenoide de cierre: La energa para accionar el mecanismo del reconectador para cerrar los contactos de los interruptores de vaco, comprimir los resortes de presin de los contactos, y cargar el resorte de abrir, se obtiene del sistema a travs de un solenoide de alto voltaje. Este solenoide est conectado fase-a-fase en el lado de la fuente del reconectador mediante un contactor de alto voltaje. TIPOS DE RECONECTADORES. Reconectador tipo KF. El reconectador del tipo KF es un equipo completo de interrupcin para corriente trifsica. Los reconectadotes KF protegen sistemas de 2.4KV a 14.4 KV y 34.5 KV y estn diseados hasta para 560 amperios continuos y 10000 amperios simtricos de interrupcin. El reconectador KF detecta tanto la corriente de lnea como la corriente monopolar de tierra y automticamente interrumpe las tres fases del circuito de distribucin con que est conectado, cuando cualquier corriente exceda el nivel mnimo de disparo reconecta automticamente para restaurar el servicio si la falla es momentnea. Si la falla es permanente, el reconectador impide el cierre despus de dos, tres o cuatro operaciones de disparo prefijadas. Una vez impedido el cierre, el reconectador debe ser reajustado manualmente para restaurar el servicio. Si la falla se corrige antes de que se impida el cierre, el reconectador reajusta automticamente para otra secuencia de operaciones. El reconectador KF emplea un mecanismo hidrulico simple y comprobado, para contar las operaciones, programar la secuencia de operacin, y determinar el tiempo de reconexin. El censo de las corrientes de falla lo realiza a travs de tres bobinas de disparo, que tienen un valor fijo de corriente y cuyo valor mnimo de disparo es a partir del 200% de la corriente fijada por la bobina serie, en algunos casos se tienen corrientes mnimas de disparos para el 140% de la corriente fijada por las bobinas especialmente diseadas para tal fin.

La interrupcin del arco elctrico la pueden hacer de dos maneras a travs del aceite dielctrico o en interruptores de vaco. Las corrientes de falla a tierra son por lo general un porcentaje pequeo de la corriente de la bobina serie, aproximadamente un 10%.

Reconectador tipo KFE. El reconectador del tipo KFE es un equipo completo de interrupcin para corriente trifsica. Los reconectadores KFE protegen sistemas de 2.4 a 14.4 KV y estn diseados para 400 amperios continuos y 6000 amperios simtricos de interrupcin. El reconectador KFE detecta tanto la corriente de lnea como la corriente monopolar de tierra y automticamente interrumpe las tres fases del circuito de distribucin con que est conectado, cuando cualquier corriente exceda el nivel mnimo de disparo reconecta automticamente para restaurar el servicio si la falla es momentnea. Si la falla es permanente, el reconectador impide el cierre despus de dos, tres o cuatro operaciones de disparo prefijadas. Una vez impedido el cierre, el reconectador debe ser reajustado manualmente para restaurar el servicio. Si la falla se corrige antes de que se impida el cierre, el reconectador reajusta automticamente para otra secuencia de operaciones. El reconectador KFE emplea un mecanismo hidrulico simple y comprobado, para contar Las operaciones, programar la secuencia de operacin, y determinar el tiempo de reconexin. Una electrnica de estado slido provee precisin, seguridad de funcionamiento, y flexibilidad para percibir el exceso de corriente y la programacin de disparos. Los circuitos electrnicos se encuentran en un gabinete separado, montado al tanque del reconectador y estn conectados con el reconectador mediante un cable de seis pies. La interrupcin del arco elctrico en estos equipos suele darse a travs de interruptores de vaco, y las corrientes de fallas son censadas mediante resistencias que se encuentran en la caja de control,

dicha caja posee cuatro resistencias de las cuales tres censan las corrientes individuales de las fases y una cuarta para la verificacin de las corrientes de falla a tierra. La corriente mnima de disparo de este tipo de reconectadotes la determina el valor establecido por las resistencias antes mencionadas.

Reconectador tipo RV. El reconectador del tipo RV es un equipo completo de interrupcin para corriente trifsica. Los reconectadotes RV protegen sistemas de 2.4KV a 14.4 KV y 34.5 KV y estn diseados hasta para 560 amperios continuos y 12000 amperios simtricos de interrupcin como valores mximos. El reconectador RV detecta la corriente de lnea y automticamente interrumpe las tres fases del circuito de distribucin en que est conectado, la corriente de falla a tierra solo es detectada a travs de un dispositivo que se le puede colocar como accesorio al equipo pero que no viene directamente como parte del mismo. Cuando cualquier corriente exceda el nivel mnimo de disparo reconecta automticamente para restaurar el servicio si la falla es momentnea. Si la falla es permanente, el reconectador impide el cierre despus de dos, tres o cuatro operaciones de disparo prefijadas. Una vez impedido el cierre, el reconectador debe ser reajustado manualmente para restaurar el servicio. Si la falla se corrige antes de que se impida el cierre, el reconectador reajusta automticamente para otra secuencia de operaciones. El reconectador KF emplea un mecanismo hidrulico simple y comprobado, para contar Las operaciones, programar la secuencia de operacin, y determinar el tiempo de reconexin. El censo de las corrientes de falla lo realiza a travs de tres bobinas de disparo, que tienen un valor fijo de corriente y cuyo valor mnimo de disparo es a partir del 200% de la corriente fijada por la bobina serie, en algunos casos se tienen corrientes mnimas de disparos para el 140% de la

corriente fijada por las bobinas especialmente diseadas para tal fin. La interrupcin del arco elctrico la pueden hacer de dos maneras a travs del aceite dielctrico o en interruptores de vaco.

Reconectador tipo GVR. El reconectador GVR es un equipo bidireccional, libre de mantenimiento para 10.000 operaciones, con principio de operacin de actuador magntico, que garantiza un muy bajo consumo de bateras, estanque inoxidable, apto para montaje en las condiciones ambientales ms agresivas. El Reconectador GVR se provee en tensiones de 15.5, 27 y 38 KV, con aisladores antivandalismo y Control Microprocesado PANACEA. Es un reconectador que se encuentra en un tanque al vaco o contenido de SF6 y utiliza este mismo medio para realizar la interrupcin del arco elctrico, es decir, utiliza interruptores de vaco. El reconectador GVR tiene la particularidad de ser tres equipos en uno, pues se puede programar para que funcione como un Switch, como seccionalizador como un reconectador. El reconectador tipo GVR ha sido diseado para instalacin tipo intemperie, como un paquete autoalimentado e independiente. La capacidad del equipo est de acuerdo con las especificaciones y las caractersticas normalmente aplicables a los reconectadores con interruptores en vaco. El GVR comprende dos partes: el tanque que contiene el interruptor y el gabinete de control, con la conexin umbilical. Los dos componentes han sido

diseados para funcionar en conjunto. No trate de usar estos dispositivos como piezas de equipo separadas, ni los incorpore a otros equipos sin consultar previamente con el fabricante. De igual modo, los gabinetes de control NO se deben considerar como piezas intercambiables entre interruptores, an aqullas de las mismas caractersticas salvo que est descrito especficamente. El GVR es accionado por la potencia contenida en las bateras que son recargables por una fuente de alimentacin externa suministrada mediante un transformador de voltaje (TP), montado localmente.

DESCRIPCIN GENERAL El reconectador GVR comprende un interruptor al vaco y un mecanismo actuador incorporado dentro de un tanque de aluminio sellado. El tanque se llena con gas SF6 a baja presin, cuya finalidad es proporcionar aislamiento y un entorno controlado para los componentes elctricos y mecnicos. Todas las operaciones de apertura y cierre se realizan en el interior de los interruptores en vaco. En consecuencia, no se generarn productos de descomposicin normalmente asociados con la formacin de arco en el gas SF6. El interruptor comprende un soporte moldeado sobre el cual se montan las botellas de vaco o interruptores y los resortes. En un extremo del molde se encuentran puntos de pivote para el brazo de

mando trifsico y ste, a su vez, se encuentra conectado al actuador magntico ubicado en la cara inferior del molde. Seis bujes moldeados en E.P.D.M. estn montados sobre el tanque. Internamente tres transformadores de corriente para fines de proteccin y medicin de corriente estn fijados a la base de tres de estos bujes. Estos transformadores son conectados al rel (PANACEA Plus) en el gabinete de control a travs del cable umbilical. Todas las funciones de control elctrico y monitoreo son realizadas va cable umbilical conectado por medio de un conector pasa-muro (Bulkhead Socket) a un lado del tanque proporcionando una interfaz elctrica hermtica al gas. La palanca manual de disparo y bloqueo est ubicada en la cara inferior del tanque. Se proporciona un visor para el indicador de posicin ON - OFF. Componentes del reconectador Interruptores (Botellas de vaco). El tipo de interruptor usado en el reconectador GVR depender de la capacidad del equipo y la aplicacin. Los contactos principales se mantienen juntos por resortes que proporcionan la fuerza requerida bajo todas las condiciones de desgaste de los contactos.

Actuador Magntico El Actuador Magntico proporciona la fuerza para cerrar los interruptores y mantener la compresin de los resortes de los contactos principales. Durante la operacin de cierre, se aplica un impulso de 60 Vdc. a la bobina del Actuador. La corriente induce un flujo dentro del circuito magntico que produce el movimiento del mbolo a la posicin cerrada. El Actuador luego es mantenido en esa posicin por la atraccin magntica en la superficie polar debido a los imanes permanentes. Cuando se aplica a la bobina un impulso de corriente de la polaridad opuesta, el flujo resultante libera el mbolo de la superficie polar. Entonces, los resortes de apertura y de los contactos principales mueven los contactos mviles de las botellas de vaco a la posicin de abierto.

Mando El mando entre el Actuador y los interruptores de vaco es proporcionado por un brazo de mando trifsico. Los resortes estn dispuestos de forma que actan sobre este brazo para proveer la presin de contacto y las fuerzas de apertura. Los micro-interruptores ubicados en el actuador se acoplan al mando del reconectador para proporcionar informacin sobre la posicin abierto - cerrado del mismo. Bujes Los bujes comprenden una pieza de moldura de goma de EPDM que encapsula el vstago el conductor y la brida de montaje. Una conexin flexible en el extremo inferior transfiere la corriente a los interruptores en vaco. Transformadores de Corriente Normalmente se utilizan transformadores de corriente de un solo

devanado (400:1A) y son usados para los fines de proteccin y medicin. Estos transformadores quedan en cortocircuito, en la eventualidad de desconectar el cable umbilical del tanque, protegiendo al personal. Conector Pasamuro ( Bulkhead Fitting) y Cable Umbilical Un accesorio moldeado en forma de conector pasa-muro que incluye un conector elctrico resistente a la intemperie est montado en la superficie lateral del tanque, adyacente a la fase R1 y R2. Esto proporciona una interfaz hermtica al gas para la salida de los circuitos de corriente y voltajes de operacin, los micro-interruptores auxiliares y los transformadores de corriente. Dispositivo Manual de Disparo y Bloqueo Una palanca ubicada en la base del tanque, permite disparar y bloquear manualmente el reconectador. El dispositivo provee una apertura manual independiente. El ajuste de un resorte mantiene la palanca en la posicin de bloqueo hacia abajo hasta que es devuelta manualmente a la posicin horizontal. El funcionamiento del actuador magntico se inhibe en la posicin de bloqueo. Vlvula de Alivio de Sobre presin La vlvula est ubicada debajo de la cubierta de proteccin del tanque. El disco es de tipo Nquel Dome. Est diseado estructuralmente para operar y romper a una presin de gas mayor a 1.5-2.0 bares manomtricos. Filtro Molecular Una bolsa de polister contiene el filtro molecular y est sujeta en el interior del tanque del reconectador GVR. La bolsa se puede rellenar o reemplazar con material de la especificacin correcta. El filtro usado est designado como el tipo Standard 13X con poros de 10 ngstrom. No se deben usar otros tipos de filtros moleculares, aunque sean apropiados para la absorcin agua, ya que no pueden absorber los productos de degradacin del SF6. Gabinete de Control Construccin General El gabinete de control aloja el rel, las bateras y el circuito de control. El gabinete de control comprende un conjunto interno y una cubierta externa. Esta cubierta provee la proteccin contra el calentamiento solar y da proteccin adicional contra la intemperie. El equipo no debe estar instalado a la intemperie sin la cubierta. En la posicin de trabajo, con la puerta cerrada el encerramiento del Gabinete de Control est clasificado como IP55. Todos los componentes estn montados dentro del Gabinete. El rel PANACEA Plus est montado sobre la puerta interior. Rele de Control y Proteccion Panacea Plusl El rel PANACEA Plus es un dispositivo de control y proteccin usado para

operar el reconectador GVR. Las conexiones elctricas son realizadas a travs de conectores multipolo en la parte posterior del mismo. Bateras El conjunto de bateras para 60 Vdc se encuentra dentro del Gabinete de Control. Equipo de Control Un contador electromecnico de operaciones de cierre se provee en el panel frontal del Gabinete de Control. Este registra el nmero de pulsos de cierre enviados hacia el Actuador Magntico. En la parte frontal del rel se dispone de pulsadores de apertura, cierre y bloqueo entre otros, que controlan localmente el funcionamiento del actuador magntico.

SECCIONALIZADOR. Los seccionalizadores son usados en conjunto con los equipos de proteccin del lado de la fuente como los reconectadotes, para aislar automticamente el tramo de la lnea de distribucin fallada. Despus de que se censa una corriente por encima de un nivel preseleccionado, el seccionalizador cuenta cuantas veces el dispositivo de proteccin del lado de la fuente desenergiza el circuito. El seccionalizador es capaza de ser abierto en un juego de hasta tres conteos; este no interrumpe corrientes de fallas pero abre la seccin de la lnea fallada. El seccionalizador puede ser usado en lugar de un fusible o entre un equipo de recierre y un fusible, ellos solo detectan corrientes sobre un nivel especfico y no poseen caractersticas de tiempo-corriente. Estn provistos de un rango de corrientes de coordinacin desde los picos mnimos hasta los mximos permisibles por los valores del seccionalizador. TIPOS DE SECCIONALIZADORES Seccionalizador tipo GN3-F2. El seccionalizador tipo GN3-F2 es un equipo trifsico controlado hidrulicamente que puede ser utilizado en sistemas de distribucin, ste puede trabajar con tensin nominal de 14.4 KV y corrientes continuas nominales de 200 A y manejar corrientes de fallas de hasta 9000 A. El seccionalizador es operado con un simple mecanismo interno. El mecanismo esta compuesto de unas bobinas series, un pistn y un pistn de disparo; para el conteo y disparo. Este seccionalizador abre automticamente pero debe ser cerrado manualmente por medio de la manija de operacin manual, el seccionalizador puede ser disparado manualmente a travs de esta manija. La operacin de este tipo de seccionalizador ocurre bsicamente en dos pasos, despus que este censa una interrupcin de sobrecorriente y abre luego de 1,2 o 3 interrupciones ocurridas. Los pasos seran: Cuando el seccionalizador censa una corriente actuando sobre el nivel, ste arma su mecanismo. El conteo ocurre cuando la corriente es interrumpida o cae bajo cierto valor. S el nmero predeterminado de operaciones son registrados con un periodo de tiempo determinado, el seccionalizador abre cuando el dispositivo de reserva a interrumpido el flujo de corriente del sistema.

Seccionalizador tipo GN3-E. La electrnica de estado slido del seccionalizador tipo GN3-E trifsico proporciona una exacta y confiable operacin bajo 16 A de corriente de falla a fase y de 3.5 A de falla a tierra. La operacin no se ve afectada bajo un amplio rango de temperaturas ambientes, los rangos nominales de este tipo de seccionalizadores se comprende entre 14.4 KV, los 200 A de corriente continua de operacin y los 9000 A de corrientes de falla simtrica. La operacin de este tipo de seccionalizadores esta controlada, por una electrnica de estado slido. Este es un seccionalizador que abre simultneamente las tres fases para cualquiera de los dos casos de fallas bien sea a tierra o de fase, o cuando es utilizado como un switch de interrupcin de carga. Tres juegos de contactos aislados en aceite son conectados a un mecanismo de operacin comn. Un mecanismo de disparo de baja energa, operado por el control electrnico, inicia abriendo, la energa para la apertura es provista por un resorte, cargado cuando el seccionalizador es cerrado manualmente. El seccionalizador censa la interrupcin de corriente y abre despus de 1, 2 o 3 interrupciones ocurridos. Cuando una corriente por encima del nivel de actuacin del seccionalizador es

interrumpida por un dispositivo de proteccin de reserva, un conteo de pulsos es generado y registrado en el control electrnico. Los seccionalizadores de este tipo son autoalimentados, la energa para operar el control y el disparo de baja potencia son obtenidos de la lnea a travs de los transformadores de corrientes montados en los bushing.

ENSAYOS DE RUTINAS. Para poder realizar el mantenimiento de los reconectadores es necesario que este sea primero expuesto a ensayos de rutina que determinen si el reconectador todava posee sus parmetros dentro de las normativas y requerimientos de la compaa, que en este caso estn contenidos en la norma ANSI/IEEE C37.60 se debe tomar en cuenta que los ensayos aqu planteados solo se le realizan a los reconectadores tipo KF, KFE y RV, los reconectadores del tipo GVR son equipos libres de mantenimientos, por eso no es necesario realizar las pruebas. Existen muchas pruebas que se le realizan a los reconectadores pero son tres (3) ensayos fundamentales los que deben ser aplicados para darles la aprobacin, como lo son: Ensayo de funcionamiento. Ensayo de rigidez dielctrica del aceite (opcional). Ensayo de aislamiento.

Ensayo de funcionamiento. El objeto de este ensayo es verificar que las condiciones de trabajo para las que esta preparado el equipo y que se encuentran indicadas en la placa del mismo, se cumplen a cabalidad, con este se busca observar el comportamiento de los distintos parmetros del equipo, como los son la corriente mnima de disparo en fases, el nmero de operaciones, el tiempo de reconexin, en el caso de los reconectadores tipo KF y KFE se verifica tambin la corriente mnima de disparo a tierra. Todo esto permite saber s el equipo necesita que se le haga algn tipo de calibracin o ajuste a alguno de estos parmetros para que ste funcione con la mayor eficiencia posible. Ensayo de rigidez dielctrica del aceite. El objeto de esta prueba es determinar la tensin de ruptura del aceite empleado en el reconectador. Todo esto debe realizarse para determinar si el aceite posee alguna clase de impurezas como agua o partculas conductoras y as determinar si puede seguir en operacin o necesita un cambio. Esta prueba se realiza solo cuando no se haya decidido hacer cambio de aceite al reconectador por aceite nuevo. Ensayo de aislamiento. Este ensayo se realiza con el objetivo de conocer el estado de todo el aislamiento del equipo, todo esto con la finalidad de poder determinar si el reconectador se encuentra en un estado favorable para poder ser puesto operativo, o si necesita la limpieza e incluso el cambio de las partes aislantes (bushing, papel, aceite, etc.). El criterio de aceptacin de este ensayo se basa en el ndice de perdida en el tanque (TLI en sus siglas en ingles), la manera de determinar el TLI lo muestra la siguiente expresin: TLI= (vatios del reconectador cerrado por fase)-(suma de los vatios del reconectador abierto para la misma fase del cerrado)

CONCLUSION Gran cantidad de energa elctrica implica gran cantidad de voltaje y/o corriente que deben ser manejados de una manera cmoda y segura. Para lograr esto se emplean los transformadores de medida que se encargan de ajustar los valores a los niveles normalizados para los instrumentos. Los transformadores de medida pueden ser para corriente o para potencial. Los transformadores de corriente se utilizan para tomar muestras de corriente de la lnea y reducirla a un nivel seguro y medible para los instrumentos normalizados, aparatos de medida, u otros dispositivos de medida, y control; son de baja impedancia y el ngulo de la corriente en el secundario respecto a la del sistema medido esta muy cerca de cero. Estn constituido principalmente por una caja que contiene los arrollados primarios y secundarios, el aceite aislante, el bushing o aislador pasante para la conexin y terminales primarios y secundarios. A la hora de disear un sistema es importante donde se incluir un transformador de corriente es importante tomar en cuenta el tipo de TC segn su construccin: devanado primario, barra o boquilla; el tipo de instalacin si es en baja, media, alta o extra alta, si es exterior o interior. Es bien importante conocer la carga que va a alimenta para fijar una potencia por encima de la suma de las potencias conectadas y, de acuerdo a esa carga se escoger la precisin del transformador. En sistemas de mas de una fase se requiere efectuar conexiones entre los secundarios de los transformadores de medida a fin de registrar los valores de sistema completo. En este caso recurrimos a la teora de conexiones para transformadores y secuencia lo cual no corresponde a este trabajo. Gran cantidad de energa elctrica implica gran cantidad de voltaje y/o corriente que deben ser medidas, censadas, controladas BIBLIOGRAFIA http://html.rincondelvago.com/transformador-de-corriente.html http://www.taitsa.com.ar/esp/tmat_66_500/tmat_vau.htm Nestor Garcia nestorblack en gmail.com http://library.abb.com/global/scot/scot245.nsf. http://codensa.com.co. http://dmelectricidad.es. http://www.maresa.com. Instrucciones de Instalacin del Reconectador de Vaci del Tipo KFE Electrnicamente Controlado. MANUAL DE OPERACION Y MANTENIMIENTO RECONECTADOR TIPO GVR.