Transformador de corriente Clase PS
Antes de entender El voltaje del punto de la rodilla del transformador de corriente y transformador de corriente clase PS deberíamos recordar los términos factor de seguridad del instrumento de CT y factor límite de precisión.
Factor de Seguridad del Instrumento o ISF del Transformador de Corriente
Factor de seguridad del instrumento es la proporción del límite del instrumento primario actual a la corriente primaria nominal. La corriente límite del instrumento de un transformador de corriente de medición es el valor máximo de la corriente primaria más allá del cual transformador de corriente el núcleo se satura. El factor de seguridad de los instrumentos de la TC es el factor significativo para elegir los instrumentos de medición que se conectarán al secundario de la TC. La seguridad de la unidad de medición es mejor, si el ISF es bajo. Si repasamos el ejemplo siguiente, nos quedaría claro.
Supongamos que un transformador de corriente tiene una capacidad de 100/1 A y la ISF es de 1,5 y otro transformador de corriente tiene la misma capacidad con la ISF 2. Eso significa que, en el primer TC, el núcleo medidor se saturaría a 1,5 100 ó 150 A, mientras que en el segundo TC, el núcleo se saturaría a 2 100 ó 200 A. Eso significa que cualquiera que sea la corriente primaria de ambos TC, la corriente secundaria no aumentará más después de 150 y 200 A de corriente primaria de los TC respectivamente. Por lo tanto, la máxima corriente secundaria de los TC sería de 1,5 y 2,0 A.
Como la corriente máxima que puede fluir a través del instrumento conectado al primer TC es de 1,5 A, que es menor que el valor máximo de corriente que puede fluir a través del instrumento conectado al segundo TC, es decir, 2 A. Por lo tanto, la seguridad o la protección de los instrumentos del primer TC es mejor que la de los posteriores.
Otro significado de la ISF es que durante la enorme fallo eléctrico…la corriente de cortocircuito, fluye a través del primario de la TC no afecta destructivamente, la instrumento de medición que se le adjunta como porque, la corriente secundaria del TC no se elevará por encima del valor de la corriente secundaria nominal multiplicada por la ISF.
Factor Límite de Precisión o ALF del Transformador de Corriente
En el caso del transformador de corriente de protección, la relación de la precisión limita la corriente primaria a la corriente primaria nominal. Primero explicaremos, ¿qué es la corriente primaria límite de precisión nominal?
En general, este es el valor máximo de la corriente primaria, más allá del cual el núcleo de la TC de protección o simplemente el núcleo de protección de una TC comienza a saturarse. El valor de la corriente primaria límite de precisión nominal es siempre muchas veces mayor que el valor de la corriente primaria límite del instrumento. En realidad el TC transforma la corriente de falla del la energía eléctrica… sistema de funcionamiento de la relés de protección conectado al secundario de ese TAC. Si el núcleo del TC se satura a un valor más bajo de la corriente primaria, como en el caso del TC de medición, el fallo del sistema no se reflejará adecuadamente en el secundario, lo que puede causar que los relés permanezcan inoperantes incluso si el nivel de fallo del sistema es lo suficientemente grande.
Por eso el núcleo del TAC de protección está hecho de tal manera que el nivel de saturación de ese núcleo debe ser lo suficientemente alto. Pero aún así hay un límite, ya que es imposible hacer un núcleo magnético con un nivel de saturación infinitamente alto y la segunda razón más importante es que aunque la protección debe tener un alto nivel de saturación pero debe limitarse hasta cierto nivel, de lo contrario la transformación total de la corriente primaria durante una falla enorme puede dañar gravemente los relés de protección.
Por lo tanto, está claro de la explicación anterior, la corriente primaria límite de precisión nominal, no debe ser tan menor, que no ayudará en absoluto a los relés a ser operados, por otra parte este valor no debe ser tan alto que pueda dañar los relés. Por lo tanto, factor límite de precisión o ALF no debe tener el valor más cercano a la unidad y al mismo tiempo no debe ser tan alto como 100. Los valores estándar de ALF según el IS-2705 son 5, 10, 15, 20 y 30.
El voltaje del punto de la rodilla del transformador de corriente
Esta es la importancia del nivel de saturación de un núcleo de TC utilizado principalmente con fines de protección. La sinusoidal voltaje de frecuencia nominal aplicada a los terminales secundarios del transformador de corriente, con otros devanados en circuito abierto, que al aumentar en un 10% hacen que la corriente de salida aumente en un 50%. El núcleo del CT está hecho de acero CRGO.
Tiene su nivel de saturación ganado.
El CEM inducido en los bobinados secundarios de la TC es
E2 = 4.44fT2
Donde, f es la frecuencia del sistema, es el máximo flujo magnético en Wb. T2 es el número de vueltas del devanado secundario. El flujo en el núcleo, es producido por la corriente de excitación Ie. Tenemos una relación no lineal entre la corriente de excitación y el flujo magnetizante. Después de cierto valor de corriente de excitación, el flujo no aumentará tan rápidamente con el aumento de la corriente de excitación. Esta curva de relación no lineal también se llama curva B H. De nuevo a partir de la ecuación anterior, se encuentra que, el voltaje secundario del transformador de corriente es directamente proporcional a flujo . Por lo tanto, se puede dibujar una curva típica de esta relación entre el voltaje secundario y la corriente de excitación como se muestra a continuación.
Está claro en la curva que, la relación lineal entre V y Ie se mantiene desde el punto A y K. El punto A se conoce comopunto del tobilloy el punto K se conoce comoPunto de la rodilla.
En el diferencial y esquema de protección de falla de tierra restringida (REF)La clase de precisión y la FAL de la TC pueden no asegurar la fiabilidad de la operación. Se desea que los relés diferenciales y REF no funcionen cuando el fallo se produce fuera de la protección transformador. Cuando cualquier fallo ocurre fuera de la zona de protección diferencial, la corriente defectuosa fluye a través de los TC de ambos lados de transformador de energía eléctrica. Las tomografías de LV y HV tienen características magnetizantes. Más allá del punto de la rodilla, para un ligero aumento de la EMF secundaria se requiere un gran aumento de la corriente de excitación. Así que después de este punto de rodilla la corriente de excitación de ambos transformadores de corriente será extremadamente alta, lo que puede causar un desajuste entre la corriente secundaria de los transformadores de corriente de BT y AT. Este fenómeno puede causar un disparo inesperado del transformador de corriente. Por lo tanto, las características de magnetización de ambos lados LV y HV CTs, debe ser el mismo que significa que tienen el mismo voltaje de punto de rodilla Vk así como la misma corriente de excitación Ie en Vk/2. Puede decirse de nuevo que, si el voltaje de punto de rodilla del transformador de corriente y la característica magnetizadora de los TC de ambos lados del transformador de potencia difieren, debe haber un desajuste en las altas corrientes de excitación de los TC durante la falla, lo que en última instancia causa el desequilibrio entre la corriente secundaria de ambos grupos de TC y los disparos del transformador.
Así que para elegir CT para protección diferencial del transformadorse debe considerar que… transformador de corriente clase PS más bien su clase de protección convectiva. PS significa protección especial que se define por el voltaje del punto de rodilla del transformador de corriente Vk y la corriente de excitación Ie en Vk/2.
¿Por qué no se debe mantener abierta la TC secundaria?
La corriente de carga del sistema de energía eléctrica siempre fluye a través del primario del transformador de corriente; independientemente de si el transformador de corriente está en circuito abierto o conectado a la carga en su secundario.
Si el secundario de la TC está en circuito abierto, toda la corriente primaria se comportará como corriente de excitación, lo que finalmente producirá un enorme voltaje. Cada transformador de corriente tiene su curva ganadora de magnetización no lineal, por lo que el voltaje del circuito abierto del secundario debería estar limitado por la saturación del núcleo. Si uno puede medir el voltaje rms a través de los terminales secundarios, obtendrá el valor que puede no parecer peligroso. Como la corriente primaria del TC es de naturaleza sinusoidal, se pone a cero 100 veces por segundo (ya que la frecuencia de la corriente es de 50 Hz). La tasa de cambio de flujo en cada corriente cero no está limitada por la saturación y es alta de hecho. Esto desarrolla picos o pulsos de voltaje extremadamente altos. Estos altos picos de tensión no pueden ser medidos por los sistemas convencionales voltímetro. Pero estos altos picos de tensión inducida pueden romper el aislamiento de la TC, y pueden provocar accidentes al personal. El pico de voltaje en circuito abierto es difícil de medir con precisión debido a sus muy cortos picos. Es por eso que el secundario del TC no debe mantenerse abierto.
