Cálculo de transformadores de corriente

Calculo de transformadores de corriente
para instalaciones de autoconsumo de
medida indirecta
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Cálculo de transformadores de corriente
Será necesario considerar los siguientes parámetros:
• Ip: Corriente nominal del primario ( A ).
• Is: Corriente nominal del secundario ( A ).
Para asegurar la precisión de medida del vatímetro
será necesario emplear al menos un transformador de
intensidad cuya corriente nominal secundaria sea Is = 5
A.
• KN: Relación de transformación ( A / A ).
• Cl: Clase de precisión. Se requiere Cl=0,5.
• Sn: Potencia de precisión ( VA )
• Nivel aislamiento.
Se requiere que sea ≥ 1kV.
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Cálculo de transformadores de corriente
Para el correcto funcionamiento es preciso cumplir
con la siguiente relación:
Sn ≥ Scable + Svatimetro
NOTA DE APLICACIÓN
Svatimetro: Potencia consumida en el vatímetro expresada en VA. La potencia disipada por
el vatímetro para una corriente nominal In= 5 A, es Svatimetro=0,3VA.
Para corrientes diferentes a 5 A:
Svatímetro = I2.Zvatimetro, donde Zvatimetro=0,3VA / (5 A)2 = 12 mΩ
Scable: Potencia consumida por el cableado en el secundario del transformador de
intensidad en VA. Se puede calcular como: Scable = I2.Zcable.
Considere la impedancia del cable a una temperatura ambiente de al menos 40ºC, es decir,
Zcable@40ºC
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Cálculo de transformadores de corriente
Supongamos que nuestro sistema de autoconsumo instantáneo tiene una intensidad máxima de
147 A por fase. ( Imax = 147 A).
1. Emplearemos un transformador de corriente cuya intensidad del primario permita medir los
147 A que van a circular por nuestro sistema de autoconsumo instantáneo.
2. Atendiendo a la exigencia impuesta por Ingeteam respecto a la clase de precisión
0,5 ), así como al nivel de aislamiento ( ≥1kV ):
( clase
Encontraremos entre varios fabricantes, distintos transformadores de corriente que
pudieran ser empleados para satisfacer las exigencias de nuestro sistema.
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Cálculo de transformadores de corriente
3. Hemos encontrado distintos fabricantes capaces de satisfacer la clase de precisión y el nivel
de aislamiento exigidos por Ingeteam:
La longitud total del cable empleada para conectar el secundario del transformador de
intensidad con el vatímetro es de 10 m.
Este cableado se va a realizar mediante una sección de 2.5mm2, cuya impedancia a 40ºC es
aproximadamente Zcable= 9,07 Ω/km.
Scable se puede calcular como:
Zcable = 9,07 Ω/km = 9,07.10-3 Ω/m; I= Imax / KN = 147 x ( 5/ 150 ) = 4,9 A
Scable = I2.Zcable.→ Scable = 9,07.10-3 Ω/m x 10 m x 4,9 2 A= 2,18 VA
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Se debe cumplir que Sn ≥ Scable + Svatimetro, por lo tanto:
El transformador de intensidad del fabricante A no satisface las necesidades de
nuestro sistema de autoconsumo. Sn = 1,5 (VA) y Scable = 2,18 VA, siendo de este modo
Scable ≥ Sn.
Atendiendo a la nota de aplicación indicada, se puede observar que la impedancia del vatímetro
es Zvatimetro = 12 mΩ. Por lo tanto, la potencia disipada por el vatímetro asociada a la
circulación de la corriente secundaria del transformador se puede obtener como:
I= Imax / KN = 147 x ( 5 / 150 ) = 4,9 A
Svatímetro = I2.Zvatimetro =4,9 2 A x12 mΩ =0,29 VA
De esta forma, se obtiene que
Scable + Svatimetro = 2,18 VA + 0,29 VA = 2,47 VA
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Conclusiones.
Los fabricantes que cumplen con la expresión Sn ≥ Scable + Svatimetro serían:
El fabricante B y el fabricante C, cuyas potencias de precisión, Sn son
respectivamente 3,75 VA y 10 VA.
Finalmente, siguiendo con la recomendación indicada de seleccionar la potencia de
precisión normalizada más cercana posible a la calculada, se seleccionaría el
fabricante B cuya Sn=3,75 VA.
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