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EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida
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//
(doble
inclinación
línea)
(No se utiliza) Clasificaciones de amperios de devanados secundarios
separados, cada uno con un núcleo independiente
Ejemplo: transformador de corriente con dos
devanados secundarios separados y dos núcleos
Relación de corriente
600:5//5
E / (E/E1Y) /
(E/E, GrdY)
(Designación
de las
clasificaciones
de tensión
primaria)
Ejemplo: Transformadorde voltaje con
voltaje nominal E para conexión en un
sistema de voltaje E
14 000
(E)
Ejemplo: Transformador de voltaje con
Tensión nominal E que es adecuada
para la conexión en un sistema de
tensión E o
para la conexión en Y en un sistema de
voltaje E1
2 400/4 160Y
(E/E1Y)
Ejemplo: Transformador de voltaje con
Tensión nominal E con aislamiento
reducido en el extremo neutro, para
línea a tierra
conexión en un sistema de voltaje E1
7 200/12 470GrdY
(E/E, GrdY)
(No se utiliza directamente)
5. Clases de precisión para la medición
5.1 Base para las clases de precisión
Las clases de precisiónpara la mediciónde ingresosse basan en el requisitode que el factor de corrección
del transformador (TCF) del transformador de tensión o del transformador de corriente esté dentro de los
límites especificados cuandoel factorde potencia(retraso) dela carga medida tenga unvalorde 0,6a 1,0, en
las condicionesespecificadasde la siguiente manera:
a) Para los transformadores de corriente, a la carga estándar especificada (véase 6.2 para las cargas
estándar)al 10% o al 5% (véase la Tabla 10), y al 100% de la corrienteprimaria nominal [tambiéna
la corrientecorrespondienteal factorde clasificación (RF) si es superiora 1,0]. La clase de precisión
a una carga estándar más baja noes necesariamentela misma quea la carga estándar especificada.
b) Para transformadores de tensión, para cualquier carga en voltamperes de cero a la carga estándar
especificada, al factor de potencia de carga estándar especificado (véase 7.2 paracargas estándar) y
a cualquiertensióncomprendidaentreel 90%y el 110% de la tensión nominal. La clasede precisión
a una carga estándar inferior de un factor depotencia diferenteno es necesariamentela misma quea
la carga estándar especificada.](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-28-320.jpg)
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5.2 Expresión del factor de corrección del transformador a 0,6 factor de potencia
(retraso) de la carga medida
Se puede demostrar que un TCFa 0,6 factor de potencia(retraso) de la carga medidaes el siguiente: 9
a) Para transformadoresde tensión
TCF = RCF+ (1) b) Para transformadores de corriente
TCF = RCF− (2)
Dónde
Rcf es el factor de corrección dela relaciónderivado de 1 – (±Ratio Error/100). Tenga en cuentaque
para los transformadoresquetienen unerrorde relaciónnegativa, el RCFserá mayorquela unidad.
c, ß es el ángulo de fase, en minutos, para transformadores de tensióny transformadores de corriente,
respectivamente.
5.3 Clases de precisión estándar
Loslímitesdelfactordecorreccióndeltransformadorenlasclasesdeprecisiónestándarseránlosque figuran
en el cuadro 8.
Tabla 8 —Clase de precisión estándar para el servicio de medición y límites
correspondientes del factor de corrección del transformador y del factor de corrección de
la relación [factor de potencia de 0,6 a 1,0 (retraso) de la carga medida]c
Clase de
precisión
de
medición
Transformadores de
tensión
(a 90% a 110% de
voltaje nominal)
Transformadores de
corriente
Mínimo Máximo
Al 100% de la corriente
nominal a
Al 10% de corriente
nominal
A una corriente
nominal del 5%
Mínimo Máximo Mínimo Máximo Mínimo Máximo
0,15Sb — — 0.9985 1.0015 — — 0.9985 1.0015
0,15b 0.9985 1.0015 0.9985 1.0015 — — 0.9970 1.0030
0,15N — — 0.9985 1.0015 0.9970 1.0030 — —
0,3 S — — 0.9970 1.0030 — — 0.9970 1.0030
0.3 0.9970 1.0030 0.9970 1.0030 0.9940 1.0060 — —
0.6 0.9940 1.0060 0.9940 1.0060 0.9880 1.0120 — —
1.2 0.9880 1.0120 0.9880 1.0120 0.9760 1.0240 — —
9
Este is cierto de los errores dentro del rango de las clases de precisión de medición estándar.](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-29-320.jpg)
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Cuadro 10 —Cargas de medición estándar para transformadores de corriente con
devanados secundarios de 5 Aa
Cargas
Designación
de la carga b
Resistencia
(Oh)
Inductancia
(mH)
Impedancia
(Ω) C
Potencia
total (VA a
5 A)
Potencia
total (VA a
1 A)
Factor
de
potencia
Cargas
electrónicas
E0.04 0.04 0 0.04 1.0 0.04
1.0
E0.2 0.2 0 0.2 5.0 0.2
Cargas de
medición
B-0.1 0.09 0.116 0.1 2.5 0.1
0.9
B-0.2 0.18 0.232 0.2 5.0 0.2
B-0,5 0.45 0.580 0.5 12.5 0.5
B-0,9 0.81 1.040 0.9 22.5 0.9
B-1.8 1.62 2.080 1.8 45.0 1.8
a
Si el devanadosecundario de un transformadorde corriente tiene una clasificación distinta de 5 A, la impedancia,elfactor de potencia
y la designación de la carga seguirán siendo los mismos, mientras que el VA a la corriente nominal se ajustará en [5/(amperios
nominales)]. 2 b
Estas designaciones de carga estándar no tienen importancia en frecuencias distintas de 60 Hz. c
La tolerancia de
impedancia es+5% y –0%.
6.3.1 Grado de precisión del transformador de corriente secundario roscado o de relación
múltiple
La clasificación de precisión de mediciónse aplica solo al devanado secundariocompleto, a menos que se
especifique lo contrario(consulte la Tabla 11).
Tabla 11 —Clasificaciones del transformador de corriente, tipo de relación
múltiple
Clasificaciones
actuales (A)
Grifos
secundarios
Clasificaciones
actuales (A)
Grifos
secundarios
600:5 3000:5
50:5 X2 − X3 300:5 X3 − X4
100:5 X1 − X2 500:5 X4 − X5
150:5 X1 − X3 800:5 X3 − X5
200:5 X4 − X5 1000:5 X1 − X2
250:5 X3 − X4 1200:5 X2 − X3
300:5 X2 − X4 1500:5 X2 − X4
400:5 X1 − X4 2000:5 X2 − X5
450:5 X3 − X5 2200:5 X1 − X3](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-34-320.jpg)
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similares.Paraestasaplicaciones,laincertidumbreaceptablegeneralmentesepuedeobtenerconmétodosno
precisos que no se discuten enestedocumento.
El equipoutilizadoparalosensayosdeprecisióndeberápodertrazarsehastaunaoficinaoorganismonacional
o internacional de normalización. Se llevaránperiódicamente registros de verificaciónde la exactitud de los
sistemas de calibración por un laboratorioindependiente.
El intervalomáximo será de cinco años para losequiposno electrónicos y de un año para los dispositivos
electrónicos, a menos queel fabricantedel equipode medidaespecifiquelo contrario.
8.1.2 Generalidades
Los transformadores de medida considerados en este documento están diseñados para la medición o para
aplicacionesde reinstalación. La relaciónde un transformador se puede describir mediantela ecuación (5):
Q1 − jb
= NEl × +(1 a)×y (5)
Pregunta2
Dónde
Q1 es el fasor primario
Q2 es el fasor secundario
NO es la relaciónnominal de losfasores anteriores a
es la corrección de la relación nominalde los fasores
b es el ángulo de fase entre fasores (positivocuando el fasorsecundario conduce al fasor primario) [en
radianes]
La expresión en forma cartesiana es lo suficientemente cercana, y es como se muestra en la Ecuación(6) de
la siguiente manera:
P1
= NO × + −(1 ajb) (6)
Pregunta2
Dónde
(1 + a) se identifica como el RCF
Si el transformador se va a utilizar parala medición de ingresos, el método de calibración deberápermitir
determinar tantola relación como el ángulo de fasecon respecto a las incertidumbres prescritas en el punto
8.1.1. Si el transformador se va a utilizar sólo para el relé, sólo es necesario determinar la relación. Esto
puede lograrse experimentalmente o porcomputación.
8.1.3 Consideraciones especiales en la calibración con fines de medición
El circuitodeberá estar dispuesto de manera que se evite o reduzca al mínimo el acoplamiento magnético
espurioylaconsiguientegeneracióndefuerzaselectromotricesdesconocidas.Porlotanto,lareddemedición](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-52-320.jpg)
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9.1.2 Cálculo del rendimiento del transformador de corriente a partir de las características
de excitación secundaria y circuitos equivalentes14
9.1.2.1 Determinación de la relación de vueltas del transformador de corriente
Se inyecta un voltajesustancialmente sinusoidalES entre los terminalessecundarios X1 y X2 de la TC. Se
mide el voltaje EP a través de los terminales H1 y H2, y la corriente excitante Ie. El valor de E S debe
seleccionarseparaobtenertensionesmediblesenambosdevanados,peronodebeexcederlatensióndelpunto
de rodilla EK. La relación de vueltas puede determinarsea partir de la relación:
NS YO
= (9)
N P EP
Dónde
NS Se enciendeel devanadosecundario
NP Se enciendeel devanadoprimario
yO es(E S – Ie×RS)
RS es la resistencia del devanadosecundario a 75 °C
En el caso de las TC de tipo ventana, debe establecerse un devanado primario artificial. Si se instalan en
equipos, se tendrá en cuenta enqué consisteel devanado primarioartificial utilizadoen esteensayo.
9.1.2.2 Cálculo del error de relación del transformador de corriente y del ángulo de fase
Determine el voltajesecundario operativo equivalente ET a la corrientesecundaria deseada IS (es decir, 5 A,
0.5
A, o algún otro puntode interés) y carga
ET = I S ×ZS (10)
Dónde
22
Z S = (R S + R B ) +XB (11)
R B es el componente de resistenciade la carga secundariaX
B es el componentereactivode la carga secundaria
Inyectar latensiónsustancialmente sinusoidal ET entre losterminalessecundarios X1 y X2 de la TC. Se mide
la corriente excitante secundariaIe .
Empleandofórmulas fundamentales parael transformador de corriente(verHarris [B9]), el rendimiento de
precisiónproduce:
14
Consulte 8.2.3 para obtenerinformación adicional.](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-67-320.jpg)
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Bo es la carga cero parala que se conocen RCFy θ
Bt es la carga para la que se conocen RCFy θ
Bc es la carga para la que deben calcularse RCFy θ
it es el ángulo del factorde potencia de la carga Bt (en
radianes)
ic es el ángulo del factorde potencia de la carga Bc (en
radianes)
NOTA 1: θ t y θc son ángulos positivos para los factoresde potencia rezagados.
RCF o es el factor decorrección deltransformador para la carga Bo
RCF t es el factor de correccióndel transformador para la
carga B t RCF c es el factor de correccióndel transformador
para la carga B c γ o es el ángulo de fase deltransformador
para la carga B o [en radianes] γ t es el ángulo de fase del
transformador parala carga B t [en radianes] γ c es el ángulo
de fase del transformadorpara la carga B c [en
radianes]
NOTA 2: γ se considera positivo cuando el voltaje secundario conduce el voltaje primario.
RCFd = RCFt −RCFo (15)
que es igual a la diferencia entrelosfactoresde corrección dela relacióndeltransformadorparalascargas B
t y Bo
γ =γ −γdto (16)
que es igual a la diferenciaentre losángulosde fasedel transformadorcargas Bt y Bo, en radianes
Bc
RCFc = RCFo + ×[RCFd ×cos(θ −θ +tc ) γ ×dsin(θ −θtc )] (17)
Bt
Bc
γ =γ +c o × γ ×[d cos(θ −θ −t c ) RCF d ×sin( θ −θ t c )] [en radianes] (18) B t
NOTA 3— Multiplicar radianes por 1000 para obtener miliradianes(mrad). Si desea minutos, multiplíquelos por 3438.
NOTA 4— Estas ecuaciones proporcionan una determinación analítica de la precisión del transformador de voltaje.
Aunque son largos, se puede escribir una computadora simple o un programa de calculadora programable para realizar
los cálculos necesarios de manera rápida y precisa. Además, se ha demostrado que las soluciones gráficas de estas
ecuacionespormedio de papelde coordenadaspolaresa escala especialy un transportadorson lo suficientementeprecisas
para la mayoría de las aplicacionesde medición de ingresos.
Las ecuaciones para RCF c y γ c anteriores se reducen a la siguiente forma más simple en el caso en que se
sabe que la cargaparaRCFy γ está en el factorde potencia unitario.](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-72-320.jpg)
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B
Bt
Dónde
Bt es la carga del factor de potencia
unitaria γd está en radianes
Para cargas queno excedanla carga parala cual se conocenlos RCFy γ, los cálculosanteriores producirán
la misma precisión que se obtendría de las pruebas reales a la carga desconocida. Cuando los cálculos se
utilizanpara determinarel rendimientoconcargas mayores, se obtendráuna precisión menor.
Se deben teneren cuenta losefectos del aumento del calentamiento debidoa las cargasmás pesadas.
10.2 Mediciones de impedancia
10.2.1 Mediciones de la impedancia de cortocircuito del transformador de tensión
Los transformadoresde voltaje operana altasdensidades deflujomagnéticoen servicionormal. Aunquelas
medicionesdeimpedanciadecortocircuitoserealizannecesariamenteabajasdensidadesdeflujomagnético,
los componentesde impedancia así obtenidos son valiososparael cálculode la relacióndeltransformador y
el ángulo de fase. Las característicasde cortocircuito tambiénson valiosas enla selección de fusibles.
La impedancia de cortocircuito se puede medir porel método del vatímetro, voltímetro, amperímetro.
El método wattmeter, voltmeter, amperímetrose muestra enla Figura 24. Los valoresmedidos se corregirán
para tener en cuentala carga del instrumento, si se utilizan el vatímetroanalógicoy el voltímetro con baja
impedancia de entrada.
RCFc = RCFo + c ×[RCFd ×cos(θ −c ) γ ×dsin(θc)]
Bt
(19)
B c γ =γ +c o × γ ×[ d cos(θ +c ) RCFd
×sin(θ c ) ] [en radianes] (20)](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-73-320.jpg)
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Todos los ensayos de aumento de temperatura se realizarán con el transformador sometido a ensayo en la
orientacióny en lascondicionespara lasqueestádiseñadoparafuncionar. Si el transformadorestádiseñado
para su uso en cualquiera de variasorientaciones, o bajo variascondicionesposibles, la prueba se realizará
en la orientacióny condición que se espera que resulteen el mayor aumento de temperatura.
El transformador se montará normalmente. Montadode manera normal se interpretará en el sentido deque
la disipación de calor debida a la conduccióny la radiación no debe verse sustancialmente influenciadapor
una transferencia de calor anormal hacia o desde los objetos circundantes. Los transformadores deben estar
completamente ensamblados con acabado normal, y si están llenos de aceite, deben llenarse al nivel
recomendado.
Losensayosdeaumentodetemperaturaserealizaránenunazonaconunavelocidaddelvientoigualoinferior
a 0,5 m/s.
Se considerará que el diseño cumplelos requisitos del punto 4.6 si el aumento de temperatura se ajusta al
cuadro4 y el aumentode la temperatura terminal se ajusta al cuadro5.
11.2.2 Temperaturaambiente o del aire de refrigeración
La temperaturaambiente será la temperatura del airequerodea el transformadorsometido a ensayo.
La temperatura ambiente no será inferior a 10 °C ni superior a 40 °C durante un ensayo de aumento de
temperatura.
El método preferido paramedir la temperaturaambiente es utilizarun transformador idéntico ideal, o uno
que tenga característicassimilaresde tiempo térmico, y medir la temperaturapor el método de resistencia.
El transformador de ralentí estarásituado de forma que responda a los cambios de temperatura ambientede
la misma manera queel transformador sometidoa ensayo(véase 8.4.3).
Cuando no se disponga de untransformador idéntico, la temperaturadel aire derefrigeraciónse determinará
a partir de la media de las lecturas de varios termómetros o termopares (uno podrá utilizarse para
transformadores pequeños) colocados alrededor y aproximadamente al mismo nivel que el centro de la
superficiemáximadedisipaciónverticaldecalordeltransformador,aunadistanciahorizontaladecuadapara
evitar que el transformador sometidoa ensayoinfluyaen laslecturas (1 m a 2 m es generalmente suficiente).
Para reducir al mínimo loserrores debidos al desfase temporal entrela temperaturade lostransformadores y
las variaciones de la temperatura ambiente, los termopares, o termómetros, se colocarán en recipientes
adecuados y tendrán proporciones tales que requieran no menos de 2 h para que la temperatura indicada
dentro del contenedorcambie6.3 °C si se colocan repentinamenteen aire que tieneuna temperatura10 °C
más alta, o más bajo, que la temperaturaindicada en estadoestacionarioanterior dentro del contenedor.
Cuando la temperaturaambiente, basadaen las lecturasmedias de los termómetros o termopares duranteun
períodode observación, no sea de 30 °C, las pérdidasdel devanado no seránlas mismas quelos valores que
se habrían obtenidoa 30 °C en condicionesambientales. Si los valores deaumento detemperatura obtenidos
seaproximanalosvaloreslímiteparaelaislamientoutilizadoeneltransformador,seaplicaráunacorrección
a la parte del aumentode temperatura debidaa las pérdidasdel devanado.
El aumento de temperatura corregido para los transformadores de corriente se obtendrá multiplicando el
aumento total de temperatura medido por el factor aplicable [como se muestra en la ecuación (24) y la
ecuación(25)].](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-78-320.jpg)
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a) No se observa ningunadescarga externa disruptiva o colapsode voltaje durante la prueba, y
b) La intensidad dedescargaparcialmedidaal nivel de tensiónde extinción prescrito esigualo inferior
a 10 pC para transformadores de instrumentos llenos de aceite o gas, y 50 pC para transformadores
de instrumentos de tiposeco, y 17
c) No se encuentraningunafalladeaislamientointernomediantelamedicióndelfactordecapacitancia
y disipación.
d) Para transformadores conunatensión nominalinferiora 10 kV, para transformadoresmoldeadosde
tipo seco sin aislamiento graduado capacitivo o para transformadores de corriente de buje, estos
requisitos de factor de capacitanciay disipaciónno se aplican.
11.5 Pruebas de resistencia al voltaje húmedo
11.5.1 Prueba de tensión de impulso de conmutación en el devanado primario
El ensayose realizará únicamente en diseños de transformadoresde unatensión nominaldel sistemaigualo
superior a 345kV.
La tensiónseaplicaráentreelterminalprimarioyelterminaldetierradeltransformador.Todoslosterminales
de bobinadosecundarios y el bastidorde la basedeberánestar conectados a tierra.
La preparación del transformador y el procedimiento de humectación se realizarán de acuerdocon las
«pruebashúmedas»de la norma IEEE Std 4. Las condiciones de precipitaciónseránlas descritas enel
"Procedimientode ensayoestándar" descrito en el cuadro3 de la misma norma. La corrección de la
densidaddel aire se realizará deacuerdocon 13.2 de IEEE Std 4 2013.
La forma de onda de tensiónserá de 250 μs ± 20 % × 2500 μs ± 60 % (o [200 – 300] μs × [1000 – 4000] μs)
forma de onda estándar. La tensión de pruebase ajustaráal cuadro2. La onda aplicada seráúnicamente de
polaridadpositiva.
La secuencia de ensayo consistirá en lo siguiente:
a) Una ola reducida con50% a 70% del valor nominal proporcionadoen la Tabla 2, y
b) Quince olasllenas
Se considerará que el diseño cumple los requisitos si:
El número de descargas disruptivasexternas no es superior a dos
No se detecta ninguna desviaciónentre las trazas de onda reduciday de onda completa y/o entre las
trazas de ondade onda completa
NOTA: Puede suceder que se observen pequeñas desviaciones entre las trazas de onda reducida y la forma de onda
completa. Si este es el caso, la comparación entre la primera y otras trazas de forma de onda completa puede utilizarse
para verificarque lasdesviacionesobservadasalutilizarlastrazasde forma de onda reducida son causadasúnicamente
por el diferente nivel de tensión y las correspondientes no linealidades en el circuito de prueba y/o el circuito de
medición.
17
Se recomienda registrar el voltaje de extinción de descarga parcialmedido realmente.](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-84-320.jpg)
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cm2
225+θa
En un transformadorde voltaje en condiciones de cortocircuito, la corriente, y por lo tanto la densidadde
corriente, disminuirá durante el cortocircuito debido al cambio de resistencia con la temperatura del
devanado. El valor de la corriente de cortocircuito, segúnlo determinadopor el párrafoanterior, representa,
porlotanto,unvalorpromedioduranteelperíododecortocircuito.Sinembargo,estaaproximaciónintroduce
un error insignificanteen el cálculo del aumento detemperaturadentro de loslímites prescritos.
13.2 Pruebas de aumento de temperatura del transformador de voltaje
Los ensayos de aumento de temperatura se realizarán con la frecuencia nominal. El factor de potencia dela
carga utilizada durante las pruebas deaumento de temperatura noes importante.
Los ensayos de aumento de temperatura con carga térmica nominal se realizarán a la tensión primaria
nominal.
Los ensayos de aumento de temperatura, para condiciones normales de funcionamiento, se realizarána una
tensión primaria nominal del 110 % y con la carga estándar máxima para la que se publica una clase de
precisión.
Anexo A Bibliografía (informativa)
Las referencias bibliográficas sonrecursosque proporcionan material adicional o útil, pero no necesitanser
entendidoso utilizadospara implementar estanorma. La referenciaa estosrecursos se haceúnicamente para
uso informativo.
[B1] Arnold, A. H. M., "Current-transformertesting," Journal of the IEE, vol. 74, pp. 424-444, 1934.
[B2] Arnold, A. H. M., "Pruebas de precisión de transformadores de corriente", Journal of the IEE, vol. 68,
pp. 898-905, 1930.
(θ +θ am )
234.5+
R = R a + 234.5+θ a cm 2
Para el aluminioCE:
(34)
(i +θam )
225+
R = Ra + (35)
2 U
n
2 U
n](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-89-320.jpg)
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18
Las referencias bibliográficas [B24] a [B49] constituyen una muestra de la gran cantidad de materialútil que cubre los
transformadoresde instrumentosque está disponible. Estasreferencias se dan para la conveniencia de obtenerinformación más
detallada y un p históricoSobre la materia cubierta por esta norma.
19
Las publicaciones del IEEE están disponibles en el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, 445 Hoes Lane,Piscatawa y,NJ
08854,EE.UU. (http://standards/ieee.org/).](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-91-320.jpg)
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[B45] Silsbee, F. B., "Notes on the design of four terminalresistancestandard foralternatingcurrents," NBS
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Laboratories, Inc., 2004.
Anexo B
(normativo)
Transformador de corriente tipo Bushing (BCT) y tipo de ventana de propósito
especial
transformadores de corriente
B.1 Introducción
A lo largo de los años ha habidomuchaambigüedad en el tratamientode las BCT y cómo se aplicana las
pautas establecidas en esta norma. El propósito de este anexoes definir las calificaciones, la selección y los
requisitos de pruebaparalas BCT.
B.2 Ámbito de aplicación
Este anexo cubrirá las BCT tal como se aplican a transformadores de potencia, reguladores de voltaje
escalonado, disyuntores de potencia, compartimentos de bus de fase aislada, generadores y otros equipos
donde podrían ser utilizados. Esto se aplicará a cualquier transformador de corriente de tipo ventana de
potencia nominal igual o inferior a 0,6 kV, destinado a depender, además de su propio aislamiento, de
cualquier combinación de aislamiento conductor y medio de aire, aceite o gas, como un sistema de
aislamiento completoquesatisfaga losrequisitosdieléctricosdel equipo.](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-92-320.jpg)
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a) Medir a corriente nominal, y/o
b) Medir a la frecuenciade potencia nominal, y/o
c) Tener trazabilidad a una oficina nacional deestándares (N.I.S.T., N.R.C.-Canadá, etc.).
B.12 Acoplador lineal de buje (BLC)
Este es un tipo especial de BCT que se construye sin un núcleo de hierro. El secundario se enrolla en un
formador no magnético. Más allá de esta desviacióntendrá la misma aparienciaque cualquier otro BCT.
La inductanciamutuadelBLC se establece detal maneraquese induceuna salidade voltajepor amperiode
corriente primaria. El valor típicoes 0.005 Ω donde por cada 1000 A de corrienteprimaria se induce una
salida de 5 V en el devanado secundario; Otras proporciones son posibles. Esta relación permanece lineala
través del nivel de falla más alto encontrado. Para una transferencia de potencia máxima, el BLC puede
especificarsepor sus elementos R, X y Z.
La salida de tensión será del ±1% a la corrientenominal con el conductor primario ubicado centralmente, y
permanecerá ±1% cuando se gire alrededor del conductor primario. La salida será del ±1% cuando el
conductor primario esté desplazadohasta un 25% desde el centro. Al realizar este ensayo, el bucle primario
consistirá en una vuelta en la que no haya influencia externa de la trayectoria de retorno y de los elementos
adyacentes del núcleo de hierro. Los cables secundarios, si se proporcionan, deben torcerse para minimizar
los voltajes inducidos de fuentes externas. Ademásde la verificaciónde la exactitud, se medirán e indicarán
los componentes R, X y Z.
Dependiendo de su construcción de acabado, los BLC también pueden verse obstaculizados por fuerzas
mecánicas excesivas. Todos sus parámetros están controlados geométricamente, por lo tanto, cualquier
cambio en su geometríapuedecambiar susautoimpedancias. Al realizarla conexión, se recomiendan cables
trenzados.
En virtud de su construcción, el BLC puede ser fácilmenteinfluenciado por fuerzasmagnéticasexternas. Al
instalarlo, es mejor que el BLC se coloque lo más lejos posiblede cualquier núcleo de hierroy la ruta del
conductor de retorno. La geometríade la carcasapuedeafectar a su salida. Si el BLC va a ser adyacentea, o
intercaladoentreCT convencionalesde núcleo dehierro, la salidaefectiva delBLC se verá influenciada. En
estas situaciones, la salidapuedeser de hasta el ±10% delvoltaje nominal.
NOTA: Esto no debe confundirse con las bobinas de Rogowski, ya que no son lo mismo. Las bobinas Ro gowski se
tratan bajo IEEE Std C37.235 [B34].](https://image.slidesharecdn.com/ieeestdc57-221114150633-79678f06/85/IEEE-Std-C57-13-Traduccion-2016-pdf-101-320.jpg)
IEEE Std C57.13 Traduccion 2016.pdf
- 1. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Requisitos estándar IEEE para Transformadores de instrumentos IEEE Power and Energy Society Patrocinadopor el Comité de Transformadores IEEE 3 Park Avenue IEEE Std C57.13-2016™ Nueva York, NY 10016-5997(Revisiónde USA IEEE Std C57.13-2008) IEEE Std C57.13-2016™
- 2. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer CoRp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. (Revisión de IEEE Std C57.13-2008) Requisitos estándar IEEE para transformadores de medida Patrocinador Comité de Transformadores del IEEE Power and Energy Society Aprobado el 29 de enero de 2016 Junta de Estándares IEEE-SA
- 3. 2 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Resumen: Las características eléctricas, dimensionales y mecánicas están cubiertas, teniendo en cuenta ciertas características de seguridad, paratransformadores devoltaje de corriente y acoplados inductivamente de tipos generalmente utilizados en la medición de electricidad y el control de equipos asociados con la generación, transmisión y distribución de corriente alterna. El objetivo es proporcionar una base para el rendimiento y la intercambiabilidad de los equipos cubiertos y ayudar en la selección adecuada de dichos equipos. También se abordan las precauciones de seguridad. Se proporcionan clases de precisión para el servicio de medición. El código de prueba cubre la medición y el cálculo de la relación y el ángulo de fase, la desmagnetización, las mediciones de impedancia y excitación, la determinación de polaridad, las mediciones de resistencia, las características de corto tiempo, las pruebas de aumento de temperatura, las pruebas dieléctricas y la medición delvoltaje de circuito abiertode los transformadores de corriente. Palabras clave: precisión, transformador de corriente, IEEE C57.13™, transformador de instrumento, bobinado primario, tensión secundaria nominal, pruebas de rutina, bobinado secundario, pruebas de tipo, transformador detensión • El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. 3 Park Avenue, NuevaYork, NY 10016-5997, Estados Unidos Derechos de autor © 2016 por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Inc. Todos los derechos reservados. Publicado el 29 de junio de 2016. Impreso en los Estados Unidos deAmérica. IEEE es una marca registrada en la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos, propiedad de The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Incorporated. PDF: ISBN 978-1-5044-2029-7 STD20943
- 4. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer CoRp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. versión impresa: ISBN 978-1-5044-2030-3 STDPD20943 IEEE prohíbela discriminación, el acoso y la intimidación. Para obtener más información, consultehttp://www.ieee.org/web/aboutus/whatis/policies/p9-26.html. Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida en cualquier forma, en un sistema de recuperación electrónica o de otra manera, sin el permiso previo por escrito del editor.
- 5. 4 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Avisos importantes y descargos de responsabilidad sobre los documentos de estándares IEEE Los documentos IEEE están disponibles para su uso sujeto a avisos importantes y descargos de responsabilidad legales. Estos avisos y exenciones de responsabilidad, o una referencia a esta página, aparecenentodaslasnormasysepuedenencontrarbajoeltítulo"Avisoimportante"o"Avisosyexenciones de responsabilidad importantessobre losdocumentos de normas IEEE". Aviso y exención de responsabilidad con respecto al uso de documentos de estándares IEEE Los documentos de estándares IEEE (estándares, prácticas recomendadas y guías), tanto de uso completo como de uso de prueba, se desarrollan dentro de las Sociedades IEEE y los Comités de Coordinación de EstándaresdelaJuntadeEstándaresdelaAsociacióndeEstándaresIEEE("IEEE-SA"). IEEE ("elInstituto") desarrolla sus estándares a través de un proceso de desarrollo de consenso, aprobado por el American National Standards Institute("ANSI"), que reúne a voluntarios que representandiversos puntos de vista e intereses para lograr el producto final. Los voluntarios no son necesariamente miembros del Instituto y participan sincompensacióndel IEEE. Si bien IEEE administrael procesoy establece reglas parapromover laequidadenelprocesodedesarrollodeconsenso,IEEE noevalúa,pruebaoverificadeformaindependiente la exactitudde ningunade la información ni la solidezde los juicios contenidos en susestándares. IEEE no garantiza ni representa la exactitud o el contenido del material contenido en sus estándares, y renuncia expresamente a todas las garantías (expresas, implícitas y legales) no incluidas en esteo cualquier otro documento relacionado con el estándar, incluidas, entre otras, las garantías de: comerciabilidad; idoneidad paraun propósito particular; no infracción; y calidad, exactitud, efectividad, vigenciao integridad del material. Además, IEEE renunciaa todas y cada una de las condiciones relacionadas con:resultados; y esfuerzo profesional. Los documentos de estándares IEEE se suministran"TAL CUAL" y "CON TODOS LOS DEFECTOS". El uso de un estándar IEEE es totalmentevoluntario. La existenciade un estándar IEEE no implica queno haya otras formas deproducir, probar, medir, comprar, comercializar o proporcionar otros bienes y servicios relacionados con el alcance del estándar IEEE. Además, el punto de vista expresado en el momento enque se aprueba y emite una norma está sujeto a cambios provocados por la evolución del estado de la técnicay los comentariosrecibidosde los usuarios de la norma. Al publicar y poner a disposición susestándares, IEEE no sugiere ni prestaservicios profesionales o de otro tipo para, o en nombre de, ninguna personao entidad, ni IEEE se comprometea cumplir conningúndeber debido por cualquier otra persona o entidada otra. Cualquier persona que utilice cualquier documentode estándares IEEE, debe confiar en su propio juicio independiente en el ejercicio de un cuidado razonable en cualquier circunstancia dada o, según corresponda, buscar el consejo de un profesional competente para determinarla idoneidadde un estándar IEEE dado. EN NINGÚN CASO IEEE SERÁ RESPONSABLE DE NINGÚN DAÑO DIRECTO, INDIRECTO, INCIDENTAL, ESPECIAL, EJEMPLAR O CONSECUENTE (INCLUYENDO, PERO NO LIMITADO A: ADQUISICIÓN DE BIENES O SERVICIOS SUSTITUTOS; PÉRDIDA DE USO, DATOS O BENEFICIOS; O INTERRUPCIÓN DEL NEGOCIO) INDEPENDIENTEMENTE DE LA CAUSA Y EN CUALQUIER TEORÍA DE RESPONSABILIDAD, YA SEA EN CONTRATO, RESPONSABILIDAD ESTRICTA O AGRAVIO (INCLUIDA LA NEGLIGENCIA O DE OTRO TIPO) QUE SURJA DE CUALQUIER MANERA DE LA PUBLICACIÓN, USO O CONFIANZA EN CUALQUIER ESTÁNDAR, INCLUSO SI SE ADVIERTE DE LA POSIBILIDAD DE DICHO DAÑO E INDEPENDIENTEMENTE DE SI DICHO DAÑO ERA PREVISIBLE. Traducciones
- 6. 5 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Límite de uso autorizado con licenciaed a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC DeIEEE Xplore. Restricciones aplicar. El procesode desarrollo del consenso IEEE implica la revisión de documentos solo en inglés. En el caso de quesetraduzcaunestándarIEEE, sololaversióneningléspublicadaporIEEE debeconsiderarseelestándar IEEE aprobado. Declaraciones oficiales Una declaración, escrita u oral, que no se procese de acuerdo conel Manual de Operacionesde la Junta de Estándaresde IEEE-SA no se consideraráni se inferiráque es la posiciónoficial de IEEE o cualquierade sus comités y no se considerará que es, ni se confiará en ella, como una posición formal de IEEE. En conferencias, simposios, seminarios o cursos educativos, una persona que presente información sobre los estándares IEEE deberá dejar en claro que sus puntos de vista deben considerarse los puntos de vista personalesde ese individuo en lugar de la posición formalde IEEE. Observaciones sobre las normas Los comentarios para la revisión de losdocumentos de los estándares IEEE son bienvenidos de cualquier parte interesada, independientemente de su afiliación con IEEE. Sin embargo, IEEE no proporciona información de consultoría o asesoramiento relacionado con los documentos de estándares IEEE. Las sugerencias de cambios en los documentos deben adoptar la forma de una propuesta de cambio de texto, junto con los comentarios de apoyo apropiados. Dado que los estándares IEEE representan un consenso de intereses interesados, es importante que cualquier respuesta a comentarios y preguntas también reciba el consentimiento de un equilibrio de intereses. Por esta razón, IEEE y los miembros de sus sociedades y Comités de Coordinaciónde Estándares nopuedenproporcionar unarespuestainstantánea a los comentarios o preguntas, excepto en aquelloscasos en que el asunto se haya abordado previamente. Por la misma razón, IEEE no responde a las solicitudesde interpretación. Cualquierpersonaque deseeparticipar en revisiones de un estándarIEEE es bienvenida a unirseal grupo detrabajo IEEE relevante. Los comentarios sobre las normas deben enviarsea la siguiente dirección: Secretario, IEEE-SA Standards Board 445 Hoes Lane Piscataway, NJ 08854 Estados Unidos Leyes y reglamentos LosusuariosdelosdocumentosdeestándaresIEEE debenconsultartodaslasleyesyregulacionesaplicables. El cumplimiento de las disposiciones de cualquier documento de estándares IEEE no implica el cumplimiento de ningún requisito reglamentario aplicable. Los implementadores de la norma son responsables de observar o hacer referencia a los requisitos reglamentarios aplicables. IEEE, mediante la publicación de sus estándares, no tiene la intención de instar a la acción que no cumpla con las leyes aplicables, y estos documentos nopueden interpretarsecomoque lo hacen. Autor El borradordel IEEE y los estándaresaprobadosestán protegidos por derechos de autor por IEEE bajo las leyes de derechos de autor estadounidenses e internacionales. Están disponibles porIEEE y se adoptanpara una amplia variedad de usos públicos y privados. Estos incluyen tanto el uso, por referencia, en leyes y reglamentos, como el uso en la autorregulación privada, la normalización y la promoción de prácticas y métodos de ingeniería. Al poner estos documentos a disposición de las autoridades públicas y usuarios privados parasu uso y adopción, IEEE no renunciaa ningúnderechode autorsobre losdocumentos.
- 7. 6 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Fotocopias Sujeto al pago dela tarifacorrespondiente, IEEE otorgaráa los usuariosunalicencia limitaday no exclusiva para fotocopiar partes de cualquier estándarindividual parausointerno de la empresa u organización o solo para uso individual y no comercial. Para organizar el pago de las tarifas de licencia, comuníquese con Copyright Clearance Center, Customer Service, 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923 USA; +1 978 750 8400. El permisopara fotocopiarpartes de cualquierestándar individual parauso educativoen el aula también se puede obtener a travésdel Centrode Autorizaciónde Derechosde Autor. Actualización de documentos de estándares IEEE Los usuarios de los documentos de los estándares IEEE deben ser conscientes de que estos documentos puedenserreemplazadosencualquiermomentoporlaemisióndenuevasedicionesopuedensermodificados de vez en cuando mediante la emisiónde enmiendas, correcciones o erratas. Un documentooficial del IEEE en cualquier momentoconsiste enla ediciónactualdel documentojunto concualquierenmienda, corrección o errata vigente en esemomento. Cada estándar IEEE está sujeto a revisión al menoscada diez años. Cuandoun documentotienemás de diez años de antigüedady no ha sido sometidoa un procesode revisión, es razonable concluir que su contenido, aunque todavía tiene algún valor, no refleja plenamente el estado actual de la técnica. Se advierte a los usuarios que verifiquen para determinar quetienenla última ediciónde cualquierestándar IEEE. Para determinar si un documento determinado es la edición actual y si ha sido modificado mediante la emisión de enmiendas, correcciones o erratas, visite el sitio web de IEEE-SA en http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp o comuníquese con IEEE a la direcciónindicadaanteriormente. ParaobtenermásinformaciónsobreIEEESA o el procesodedesarrollodeestándaresdeIEEE, visiteelsitio web de IEEE-SA en http://standards.ieee.org. Incorrecto Se puede acceder a las erratas, si las hay, para todoslos estándares IEEE en el sitio web de IEEE-SA en la siguiente URL: http://standards.ieee.org/findstds/errata/index.html. Se recomienda a los usuarios que revisen esta URL en busca de erratasperiódicamente. Patentes Se llama la atención sobre la posibilidad de que la aplicación de esta norma requierael uso de la materia cubierta por los derechos de patente. Mediante la publicación de esta norma, el IEEE no adopta ninguna posición con respecto a la existencia o validez de ningúnderechode patenteen relacióncon la misma. Si el titular deunapatente o el solicitante dela patente hapresentadouna declaraciónde fiabilidada través deuna carta de garantía aceptada, la declaración se enumera en el sitio web de IEEE-SA en http://standards.ieee.org/about/sasb/patcom/patents.html. Las cartas de fiabilidad pueden indicar si el remitenteestá dispuestoo no a conceder licencias en virtud de derechos de patente sin compensación o con tarifas razonables,conderechosde patente. términosycondicionesque sedemuestre queestán libres de cualquier discriminacióninjusta para lossolicitantesque deseenobtener dichas licencias. Pueden existirreivindicacionesde patentesesenciales paralasqueno seha recibidounacartade garantía. El IEEE no es responsable de identificarlas ReivindicacionesEsencialesde Patentes paralas cuales se puede requerir una licencia, de realizar investigaciones sobre la validez legal o el alcance de las Reivindicaciones de Patentes, o de determinar si los términos o condiciones de licencia proporcionados en relación con la presentaciónde una Carta deGarantía, si loshubiera, o en cualquieracuerdo delicenciasonrazonableso no discriminatorios. Se advierte expresamente a los usuarios de esta norma que la determinación de la validez de cualquier derecho de patente, y el riesgo de infracción de dichos derechos, es enteramente su propia responsabilidad. Se puede obtener más informaciónde la Asociación deEstándares IEEE.
- 8. 7 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Límite de uso autorizado con licenciaed a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC DeIEEE Xplore. Restricciones aplicar. Participantes En el momento en que se completó este estándar IEEE, el Grupo de Trabajo de Requisitos para Transformadores de Instrumentos tenía lossiguientes miembros: Ross McTaggart, Presidente Thomas Sizemore, Vicepresidente Fred Elliott Marcel Fortín Rolando Gomez Michael Haas Nathan Jacob Vladímir Khalin Marek Kornowski Brian Leslie Nigel MacDonald James McBride Scott McCloskey Paul Millward Randolph Mullikin Rudolf Ogajanov Adnan Rashid Pedro Riffon Zoltan Román Steven Snyder Eddy Soo Adán Strader Richard vonGrimmingen Deiter Wagner David Wallace Barrett Wimberly Peter Zhao Los siguientesmiembros del comité de votaciónindividual votaronsobreesta norma. Los votantes pueden haber votado por aprobación, desaprobación o abstención. Roy Alexander Ficheux Arnaud Thomas Barnes Barry Beaster Carpeta de Wallace Thomas Blackburn Carl Bush Thomas Callsen Pablo Cardenal John Crouse Gary Donner Randall Dotson Donald Dunn Douglas J. Edwards Fred Elliott Jorge Fernández Daher Namal Fernando Keith Flores Pablo Forquer Marcel Fortín Frank Gerleve David Giegel David Gilmer Jalal Gohari Edwin Goodwin James Graham Randall Arboledas Ajit Gwal Michael Haas John Harley David Harris Roger Hedding Jeffrey Helzer Robert Hoerauf Jill Holmes Philip Hopkinson Richard Jackson Ali Naderian Jahromi Juan Juan Gerald Johnson Wayne Johnson Laszlo arriba Kamwa inocente Gael Kennedy Vladímir Khalin Yuri Khersonsky James Kinney Hermann Koch Boris Kogan Marek Kornowski Jim Kulchisky Saumen Kundu Chung-Yiu Lam Brian Leslie Albert Livshitz Thomas Lundquist Nigel MacDonald Bruce Magruder J.Dennis Marlow Lee Matthews Omar Mazzoni John McClelland Mark McNally Ross McTaggart John Miller Sujeet Mishra Georges Montillet Thomas Mulcahy Daniel Mulkey Randolph Mullikin Jerry Murphy Bruce Muschlitz Ryan Musgrove K. R. M. Nair Dennis Neitzel Arturo Neubauer Michael Newman Joe Nims James O'Brien Rudolf Ogajanov T. W. Olsen Lorena Padden Mirko Palazzo Bansi Patel Dhiru Patel Brian Penny Cristóbal Petrola Donald Platts Alvaro Portillo Tom Prevost Iulian Profir Ulf Radbrandt Samala Santosh Reddy Johannes Rickmann Pedro Riffon Michael Roberts Charles Rogers Zoltan Román Thomas Rozek Steven Sano Daniel Sauer Bartien Sayogo Devki Sharma Hyeong Sim Charles Simmons Thomas Sizemore
- 9. 8 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Edrin Murzaku Jerry Smith Steven Snyder David Stankes David Tepen Roger Verdolin Juan Vergis Jane Verner David Wallace David Wallach D. Tiempo atmosférico Kenneth Blanco Barrett Wimberly Jian Yu Peter Zhao Xi Zhu Cuando la Junta de Estándares IEEE-SA aprobó esta norma el 29 de enero de 2016, tenía los siguientes miembros: Jean-Philippe Faure, Presidente Puesto vacante, Vicepresidente JohnKulick, ex presidente Konstantinos Karachalios, Secretario Chuck Adams Masayuki Ariyoshi Ted Burse Esteban Dukes Jianbin Fan J. Travis Griffith Gary Hoffman Ronald W. Hotchkiss Michael Janezik José L. Koepfinger* Ling colgado Kevin Lu Annette D. Reilly Gary Robinson Ulemas Chacal Yingli Wen Howard Wolfman Don Wright Yu Yuan Daidi Zhong *Miembro Emérito
- 10. 9 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Límite de uso autorizado con licenciaed a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC DeIEEE Xplore. Restricciones aplicar. Introducción Esta introducción no forma parte de IEEE Std C57.13-2016™, IEEE Standard Requirements for Instrument Transformers. Esta norma fue preparada por el Subcomité de Transformadores de Instrumentos del Comité de Transformadores de la Sociedad de Energía y Energía IEEE. El propósito de esta norma es cubrir las característicaseléctricas, dimensionales y mecánicas y tener en cuentaciertas característicasde seguridad, para transformadoresde tensiónde corriente y acoplados inductivamente. LoscambiosenestarevisióndeIEEEStdC57.13incluyenrequisitosrevisadosdedescargaparcial,laadición delAnexoB,quecubrelostransformadoresdecorrientedebujesysehanintroducidodosclasesderequisitos detransformadoresdeinstrumentos.Además,estanormasehareorganizadoparahacerlamáscomprensible. Los requisitos de precisiónde IEEE Std C57.13.6™tambiénse hanincorporadoa la norma.1 1 La información sobre las referenciasse puede encontraren la Cláusula 2.
- 11. 10 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Contenido 1. Visión general ........ ............................. 11 1.1 Ámbito .... .... 11 1.2 Propósito........ .... 11 2. Referencias normativas ............ 12 3. Definiciones............ ....................................................... 12 4. Requisitos generales ........ 13 4.1 Condiciones de servicio ............ 13 4.2 Efecto de la densidaddel aire en el voltaje de flashover ........ 14 4.3 Frecuencia ........ 15 4.4 Efecto de la altituden el aumento de la temperatura y efecto de la temperatura ambiente en la carga admisible ...... 15 4.5 Niveles básicos de aislamiento de impulsos, pruebas dieléctricas y fuga del transformador de instrumentosal aire libre pruebade distanciay mojado........ 16 4.6 Aumento dela temperatura ........ 19 4.7 Requisitosdel factorde capacitanciay disipación ........ 20 4.8 Clasificación de las pruebas ........ 20 4.9 Construcción............ .......................................................................... 22 5. Clases de precisión para la medición............ 25 5.1 Base para las clases de precisión.. ................................................................................................................. 25 5.2 Expresión del factor de corrección del transformador a 0,6 factor de potencia (retraso) de la carga medida ............... 26 5.3 Clases de precisión estándar ........ 26 5.4 Valores límite del factor de corrección de la relación y del ángulo de faseparalas clases de precisión estándar .................. 27 6. Transformadores de corriente ...... ............................................................................................................................ 30 6.1 Términos en quelas calificaciones se expresarán ............ 30 6.2 Cargas estándar ........ 30 6.3 Clasificaciones de precisiónparala medición ............ 30 6.4 Clasificaciones de precisiónparala retransmisión........ ......................... 32 6.5 Factores de clasificación de corriente térmica continua basados en la temperatura media del aire ambientede 30 °C ............. 34 6.6 Calificacionesactualesacortoplazo........346.7 Tensionesinducidasporeldevanadosecundario........ 35 6.8 Placas de identificación........ 36 6,9 Terminales ........ 36 6.10 Datos de la aplicación ................... ............................................................................................................. 36 6.11 Pruebas de precisiónde rutina........ 39 7. Transformadores de tensión............ 40 7.1 Términos en quelas calificaciones se expresarán............ 40 7.2 Cargas estándar ........ 44 7.3 Índices de precisión........ 45 7.4 Clasificaciones de carga térmica........ 45 7.5 Placas de identificación ............... .......................................................................................................................... 46 7.6 Terminales ............ 46 7.7 Capacidad decortocircuito ........ ............................................. 46 7.8 Datos de la aplicación ........ 47 7.9 Prueba de tensión inducida ........ 47 7.10 Pruebas rutinarias de precisión........ 47
- 12. 11 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Límite de uso autorizado con licenciaed a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC DeIEEE Xplore. Restricciones aplicar. 8. Procedimientos de ensayoaplicables a transformadores de medida ........ 47 8.1 Medición y cálculos de relaciones y ángulos de fase ........ 48 8.2 Mediciones de impedancia, excitación y errores compuestos........ 49 8.3 Polaridad.... .... 52 8.4 Mediciones de resistencia............ ....................................... 53 8.5 Pruebas dieléctricas ........ 55 8.6 Mediciónde descargas parciales........ 57 9. Procedimientos de ensayoaplicables a transformadores de corriente........ 59 9.1 Medicióny cálculosde relaciones y ángulosde fase........ 59 9.2 Desmagnetización ........ 63 9.3 Mediciones de Impedance........ 64 9.4 Polaridad........ .................................. 65 10. Procedimientos de ensayoaplicables a transformadores de tensión........ 66 10.1 Medicióny cálculos de la relación y el ángulode fase........ 66 10.2 Mediciones de impedancia ........ 68 10.3 Polaridad........ 69 11. Procedimientos de ensayode tipoaplicables a transformadores de medida ........ 70 11.1 Características de corto tiempo ........... ...................................................................................................... 70 11.2 Pruebas de aumentode temperatura............ 72 11.3 Pruebas de impulse ........ 75 11.4 Mediciónde descarga parcial ............ .......................... 77 11.5 Pruebas de resistenciaal voltajehúmedo ............ 78 11.6 Comprobacióndel escudode tierra: clasede 72 kV y superior ........ 79 12. Procedimientos de ensayode tipoaplicables a transformadores de corriente........ 79 12.1 Clasificacióntérmica a corto plazo de los transformadoresde corriente............ 79 12.2 Ensayos de aumentode la temperatura del transformadorde corriente........ 80 12.3 Ensayode sobretensiónentre giros ........ 80 13. Procedimientos de ensayode tipoaplicables a transformadores de tensión............ 81 13.1 Capacidad térmica de cortocircuito de transformadores de voltaje ........ 81 13.2 Ensayos de aumento de temperatura del transformador de tensión ........ 82 Anexo A Bibliografía(informativa)........ 83 Anexo B (normativa) Transformador de corriente tipo Bushing(BCT) y corriente tipo ventana para fines especiales Transformadores................................................................................................................................................. .. 86 B.1 Introducción ........ 86 B.2 Ámbito de aplicación ........ 86 B.3 Requisitos generales ........ 86 B.4 Clasificaciones térmicas continuas ........ 88 B.5 Calificacionesde tiempo corto ........ 90 B.6 Consideracióndieléctrica ........ 90 B.7 Construcción ............ 90 B.8 Pruebas de rutina ........ 92 B.9 Ensayos de tipo ........ 93 B.10 Instalación ........ 93 B.11 Pruebas de campo........ 94 B.12 Acopladorlineal de buje (BLC) ............ ............................................ 94 Requisitos estándar IEEE para transformadores de medida
- 13. 12 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. AVISO IMPORTANTE: Los documentos de estándares IEEE no están destinados a garantizar la seguridad, la salud o la proteccióndel medio ambiente, ni a garantizar contrainterferencias cono desde otros dispositivos o redes. Los implementadores de los documentos de estándares IEEE sonresponsables de determinar y cumplir con todas las prácticas apropiadas de seguridad, protección, medio ambiente, salud y proteccióncontra interferenciasy todas las leyes y regulaciones aplicables. Este documento IEEE está disponible para su uso sujeto a avisos importantes y descargos de responsabilidadlegales. Estosavisosyexencionesderesponsabilidadaparecenentodaslaspublicaciones que contienen este documento y se pueden encontrar bajo el título "Aviso importante" o "Avisos importantesy descargosde responsabilidadrelacionadosconlosdocumentos IEEE". Tambiénse pueden obtener a peticióndel IEEE o ver en http://standards.ieee.org/IPR/disclaimers.html. 1. Visión general 1.1 Ámbito de aplicación Esta norma está diseñadapara su uso como base parael rendimiento y la intercambiabilidad de los equipos cubiertos, y para ayudar en la selecciónadecuada de dichosequipos. Tambiénse abordanlas precauciones de seguridad. Esta norma cubre ciertas características eléctricas, dimensionales y mecánicas, y toma en consideración ciertascaracterísticasdeseguridaddelostransformadoresdevoltajedecorrienteyacopladosinductivamente de los tipos generalmente utilizados en la mediciónde electricidad y el control. 1.2 Propósito El propósito de esta normaes proporcionar los requisitosde rendimientopara el sistemaeléctricoy probar la intercambiabilidad de los transformadores de voltaje de corriente y acoplados inductivamente. Estos transformadoresson para aplicaciones tanto eninteriores como en exteriores. Esta norma cubre los requisitos para los transformadores de medida de Clase 1. Para transformadores de medida de una tensión nominal del sistema de 115 kV o superior, si se requiere Clase 2, consulte IEEE Std C57.13.5™.2 2 La información sobre las referenciasse puede encontraren ClAUSE 2.
- 14. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 13 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 2. Referencias normativas Los siguientesdocumentos referenciadosson indispensablesparala aplicación de este documento (es decir, deben entenderse y utilizarse, por lo que cada documento referenciado se cita en el texto y se explica su relación con este documento). Para referenciasfechadas, solose aplica la edicióncitada. Paralas referencias sin fecha, se aplicala última edición del documentoal quese hacereferencia (incluidas lasmodificaciones o correcciones). IEC 60270, Técnicasde prueba de alto voltaje: mediciones de descarga parcial.3 IEC 61869-2,Transformadoresdemedida:Parte2:Requisitosadicionalesparatransformadoresdecorriente. IEEE Std 4™, estándarIEEE para técnicasde prueba dealto voltaje. 4,5 IEEE Std 693™, IEEE Prácticarecomendadaparael diseño sísmicode subestaciones. IEEE Std C37.04™, estructura de clasificación estándar IEEE para disyuntores de alto voltajede CA. IEEE Std C37.09™, Procedimiento de prueba estándar IEEE para disyuntores de alto voltaje de CA clasificados sobre unabase simétrica. IEEE Std C57.12.00™, IEEE StandardGeneral Requirements for Liquid-ImmersedDistribution, Power, and RegulatoryTransformers. IEEE Std C57.12.90™, Código de prueba estándarIEEE para transformadores de distribución, potencia y regulaciónsumergidosen líquido. IEEE Std C57.13.5™, Estándar IEEE de rendimiento y requisitos de prueba para transformadores de instrumentosde unatensión nominaldel sistemade 115kV o superior. IEEE Std C57.13.6™, estándar IEEE para transformadores deinstrumentos de alta precisión. IEEE Std C57.19.00™, IEEE Standard General Requirements and Test Procedure for Power Apparatus Bushings. 3. Definiciones A los efectos de este documento, se aplican los siguientes términos y definiciones. El IEEE Standards DictionaryOnline debeconsultarse paralos términosno definidosen estacláusula.6 transformador de medida clase 1: Un transformador de medida que se construyey prueba de acuerdocon esta norma. 3 Las publicaciones de IEC están disponibles en la Comisión Electrotécnica Internacional (http://www.iec.ch/). Las publicaciones de IEC también están disponibles en los EstadosUnidos en el Instituto NacionalAmericano de Normalización (http://www.ansi.org/). 4 Las publicaciones del IEEE están disponibles en el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, 445 Hoes Lane, Piscataway,NJ 08854,EE.UU. (http://standards/ieee.org/). 5 Los estándareso productosIEEE a los que se hace referencia en esta cláusula son marcascomercialesdel Institute of Electrical and El.ectronics Ingenieros, Inc. 6 Diccionario de estándaresIEEE en línea La suscripción está disponible en: http://ieeexplore.ieee.org/xpls/diccionario.jsp.
- 15. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 14 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. transformadorde medida de clase 2: Un transformadorde medidaque se construye y prueba de acuerdo con IEEE Std C57.13.5™. Núcleo separado: Un núcleo donde el núcleo magnético tiene un espacio intencional lleno de material no magnético. Transformador de tensión interior: Uno que, debido a su construcción, debeestar protegido de la intemperie. tensiónde extinciónprescrita: tensión mínima a la que se cumplirá la intensidad de descarga parcial de referencia cuando la tensiónaplicadaal transformador disminuyagradualmente sininterrupción del valorde tensiónderesistencia defrecuenciadepotenciaotensióndepretensiónduranteelensayodedescargaparcial. Tensión inicial de descarga parcial: La tensión más baja a la que se observan descargas parciales que exceden un nivel especificado en condiciones especificadas cuando la tensión aplicada al objeto de prueba se incrementagradualmente desdeun valorinferior. 4. Requisitos generales 4.1 Condiciones del servicio 4.1.1 Condiciones de servicio inusuales de temperaturay altitud Los transformadores demedida que cumplanestanorma deberán seradecuados para funcionar a sus valores nominales térmicos, siemprequela altitudno exceda los1000 m. La temperatura mínima del aire ambiente es de –30 °C para aplicaciones en exteriores y –5 °C para aplicacionesen interiores. 4.1.1.1 Temperaturaambiente media a 30 ºC Si lostransformadoresestánrefrigeradosporaire,latemperaturaambientedelairederefrigeraciónno supera los 40 °C y la temperatura ambientemedia del aire derefrigeracióndurante unperíodo de24 horasno supera los 30 °C.7 4.1.1.2 Temperaturaambiente media 55 ºC Los transformadores de medida también pueden recibir clasificaciones para funcionar a una temperatura ambientemediade 55 °C, con unatemperaturaambientemáximano superior a 65 °C. 7 Se recomienda que la temperatura promedio delaire de refrigeración se calcule promediando 24 lecturashorariasconsecutivas.Cuando el aire exterior es el medio refrigerante, se puede utilizar el promedio de la temperatura diaria máxima y mínima.Elvalorque is obtenido de esta manera suele ser superior a la media diaria real en no másde 1/2 °C.
- 16. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 15 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 4.1.2 Condiciones de servicio inusuales de temperaturay altitud Los transformadores de medida pueden aplicarse a altitudes o temperaturas ambiente más altas que las especificadas en 4.1.1, pero el rendimientopuedeverseafectadoy debe prestarseespecial atencióna estas aplicaciones(véanse 4.2 y 4.4). NOTA—Para aplicaciones que involucran transformadores de corriente de tipo buje, consulte el Anexo B.8 4.1.3 Otras condiciones que pueden afectar al diseño y la aplicación Cuando existancondicionesdistintas delas discutidasen 4.1.1o 4.1.2, deberánseñalarsea la atencióndelos responsablesdeldiseño y la aplicación delos transformadores demedida. Los ejemplos deestas condiciones son los siguientes: a) Humos o vaporesdañinos, polvoexcesivoo abrasivo, mezclas explosivasde polvo o gases, vapor, niebla salina, humedadexcesiva o goteode agua, etc. b) Vibraciones, choques o inclinaciones anormales. c) Temperaturas ambiente superiores a 55 °C o inferioresa –30 °C. d) Condicionesinusuales de transporteo almacenamiento. e) Limitaciones de espacioinusualeso ventilaciónrestringida. f) Servicio inusual, frecuencia de operación, dificultadde mantenimiento, mala formade onda, voltaje desequilibrado, requisitosespeciales de aislamiento, etc. g) Aplicaciones en conjuntos de aparamenta, incluido el buscerradode metal.* h) Aplicaciones condisyuntoresde potencia de alto voltaje.* i) Aplicaciones con transformadores de potencia.* j) Aplicaciones conbujes para exteriores.* k) Para altitudespor debajodel niveldel mar o enterradas bajo tierra.* l) Condicionessísmicas: Paralos métodos de calificaciónsísmica, consulteIEEE Std 693. *Para aplicaciones que involucrantransformadores de corrientede tipobuje, consulte el Anexo B. 4.2 Efecto de la densidad del aire en el voltaje de flashover El efecto de la disminuciónde la densidaddel airees disminuir el voltaje de flashover para una distancia de flashover dada. ConsulteIEEE Std 4 para el uso de un factor decorrección. La fuerza dieléctrica del aire disminuye a medida que aumenta la altitud. La resistencia dieléctrica que depende del airedebemultiplicarseporel factorde correccióndealtitud adecuadopara obtenerla resistencia dieléctrica a la altitudrequerida(ver Tabla1). Para unaaltitudsuperior a 3000 m, se debe tenerprecaución. 8 Las notas en texto, tablas y figuras de una norma se dan solo a título informativo y no contienen los requisitos necesarios p ara implementaresta norma.
- 17. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 16 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Tabla 1 —Factores de corrección de la resistencia dieléctrica para altitudes superiores a 1000 m Altitud (m) Factor de correcciónde altitudpara la resistencia dieléctrica 1000 1.00 1200 0.98 1500 0.95 1800 0.92 2100 0.89 2400 0.86 2700 0.83 3000 0.80 3600 0.75 4200 0.70 4500A 0.67 NOTA 1— Los valores intermedios pueden obtenerse por interpolación. NOTA 2— Esta tabla considera el efecto de la disminución de la densidad del aire debido a la disminución de la presión del aire. a Una altitud de 4500 m se considera un máximo para los transformadores de medida que se ajustan a esta norma. 4.3 Frecuencia Los transformadores demedida se diseñarán y clasificaránpara funcionar a una frecuenciade 60 Hz. 4.4 Efecto de la altitud en el aumento de la temperatura y efecto de la temperatura ambiente en la carga admisible 4.4.1 Carga de transformadores de corriente a una corriente nominal inferior a la nominal a gran altitud Los transformadoresde corrientepuedenfuncionar a altitudessuperiores a 1000m sin excederlos límitesde temperatura establecidos, siempre que la corriente se reduzca por debajo de la nominal (o por debajo del factor nominal de corriente térmicacontinua)en un 0,3% por cada 100m que la altitudexceda de 1000m.
- 18. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 17 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 4.4.2 Funcionamiento de los transformadores de corriente a una temperatura ambiente distinta de 30 °C Los transformadoresde corriente diseñadospara un aumentode temperatura de 55 °C superior a 30 °C de temperatura ambiente mediadel aire puedencargarse deacuerdoconlas curvasquese muestranen la figura 1 para cualquier temperatura media del aire de refrigeracióny factor de clasificación de corriente térmica continua. El porcentaje de corriente primaria nominal que se puede transportar continuamente sin que se excedan loslímites detemperaturaestablecidos está dadoporlas curvas. Por ejemplo, un transformador con unfactordeclasificacióndecorrientetérmicacontinua(RF)de2.0a 30°C detemperaturaambientesepuede utilizara aproximadamenteel 150% de la corrientenominal a una temperaturaambiente de55 °C. Consulteel AnexoB para el usode transformadores decorriente de tipo bujea temperaturasambientede 90 °C en aceite caliente. 4.4.3 Carga de transformadores de tensión a mayor altitud o temperaturas ambiente más altas Por razones de seguridad, los transformadores de voltaje pueden funcionar a altitudes más altas o temperaturas ambiente más altas solo después de consultar con el fabricante, porque un gran porcentajedel aumento de temperaturapuededebersea la pérdida de hierro, quevaría ampliamente conel diseño. 4.5 Niveles básicos de aislamiento de impulsos, pruebas dieléctricas y distancia de fuga del transformador de instrumentos al aire libre y prueba húmeda A un transformador de medida se le asignará un nivel básico de aislamiento de impulsos (BIL) para indicar las pruebas dieléctricas de fábrica queel transformador es capaz de soportar. Con las siguientes excepciones, los voltajes básicos de aislamiento de impulso, los voltajes de prueba de voltajeaplicadospara el aislamientodel devanado primarioy las distancias de fuga y las pruebashúmedas para transformadoresde instrumentosal aire librese enumeranen la Tabla2 y la Tabla 3: a) Las pruebas de voltaje aplicadas para el aislamiento del devanado primario no son necesarias en transformadoresde voltaje de tipo terminalneutroconectado a tierra. b) En el caso de los transformadores de tensión aislados, neutros de tipo terminal, la prueba de tensión aplicada para el aislamiento primariodel devanado será de 19 kV en los tipos exteriores con BILs superiores a 110 kV. En los tiposde interior y en los tiposde exteriorcon sistemasde bil de 110kV o menos, la tensión de pruebaseráde 10 kV. c) No hay ningún requisitoBIL en el terminalneutro de lostransformadoresde voltajede tipoterminal neutro o neutro aisladocon conexión a tierra. d) La pruebade tensión aplicadaparael aislamientodel devanado secundarioy entrevariosdevanados secundarios será de 2,5 kV. e) La pruebadetensiónaplicadaparalosautotransformadoresdestinadosaserutilizadosenloscircuitos secundarios de lostransformadores de medida será de 2,5 kV. f) La prueba de tensión aplicada para el aislamiento primario de los transformadores auxiliares de instrumentos(parasu uso enlos circuitossecundarios de lostransformadores demedida) será de 2,5 kV.
- 19. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 18 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. NOTA 1— Temperatura media del aire ambiente de refrigeración durante un período de 24 horas grados centígrados (la temperatura ambiente máxima no supera la media en más de 10 ºC). NOTA 2—Estas curvasse basan en elsupuesto de que elaumento mediode la temperatura deldevanado esproporcional a la corriente al cuadrado. Figura 1 —Características básicas de carga del transformador de corriente de subida a 55 ºC (enaire) Cuadro 2 —Niveles básicos de aislamiento de impulsos y ensayos dieléctricosa, f Sistema nominal voltaje (kV, rms) Sistema máximo voltaje (kV, rms) Tensión de impulso del rayo (BIL)b (kV, pico) Voltaje de impulso de conmutación (kV, pico) Tensión soportada de frecuencia de potencia (kV, rms) Lleno Ola Picado f Wave Seco Húmedoc 0.6 0.66 10y 12y — 4y — 1.2 1.20 30 36 — 10 6d 2.4 2.75 45 54 — 15 13d 5.0 5.60 60 69 — 19 20d
- 20. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 19 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 8.7 9.52 75 88 — 26 24d 15 15.5 95 110 — 34 30d 110 130 — 34 34d 25 25.5 125 145 — 40 36d 150 175 — 50 50 34.5 36.5 200 230 — 70 70 46 48.3 250 290 — 95 95 69 72.5 350 400 — 140 140 115 123 450 520 — 185 185 550 630 — 230 230 138 145 650 750 — 275 275 161 170 750 865 — 325 315 230 245 900 1035 — 395 350 1050 1210 — 460 445 345 362 1175 1350 950 510 — 1300 1500 975 575 — 500 550 1550 1785 1175 680 — 1800 2070 1300 830 — 765 800 2100 2420 1550 975 — un Consulte 8.5.2 para ver las pruebas de usuario. b La selección del BIL inferior para una tensión nominal dada,o para una relación marcada en la figura 14, la tabla 15,la figura 16, la tabla 17 y la figura 18 también reduce otros requisitos como se ha tabulado anteriormente. La aceptabilidad de estos requisitos reducidos debe evaluarse para un diseño y aplicación específicos de transformadoresde instrumentos. c Para conocer los procedimientosde prueba,consulte IEEE Std C57.19.00. d Estos valores son requisitos para los bujes del transformador de distribución que están en IEEE Std C57.12.00. y Para los transformadores de corriente sin aislamiento primario, como el tipo de buje, no hay requisitos de voltaje BIL, picado o aplicado. f El tiempo mínimo para picarserá de 3 μs. Tabla 3 —Distancias de fuga para aisladores de porcelana Tensión nominal del sistema (kV, rms) Sistema máximo voltaje (kV, rms) Distancia mínima de fuga (mm) Contaminación lumínica Fuerte contaminación
- 21. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 20 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 15 15.5 240 380 25 25.5 405 635 34.5 36.5 560 875 46 48.3 745 1 170 69 72.5 1 115 1 750 115 123 1 860 2 920 138 145 2 235 3 510 161 170 2 605 4 090 230 245 3 720 5 845 345 362 5 580 8 765 500 550 8 085 12 705 765 800 12 370 19 435 NOTA 1— Las definiciones de niveles de contaminación lumínica y pesada se proporcionan en IEEE Std C57.19.100-2012. NOTA 2— No se ha establecido la distancia de fuga para el aislador compuesto con cobertizos de caucho de silicona. Esta norma recomienda el uso de la misma distancia de fuga que para el aislante de porcelana. 4.6 Aumento de la temperatura Los límites de aumento de temperaturaobservableen los transformadores de medida cuandose pruebende acuerdo con sus clasificaciones serán los que figuran en el cuadro4, y los transformadoresse diseñaránde modo que el aumento de la temperatura del devanado de punto más caliente por encima del ambiente no supere losvalores indicados enel cuadro4. Cuadro 4 — Límites del aumento de la temperatura Tipo de transformador de medida 30 °C ambiente 55 °C ambiente Aumento medio de la temperatura del bobinado determinado por Método de resistencia (°C) Bobinado de punto más caliente Aumento de temperatura (°C) B Aumento medio de la temperatura del bobinado determinado por Método de resistencia (°C) Aumento de la temperatura del devanado en el punto más caliente (°C)b Subida de 55 °C 55c 65 30 40 Subida de 65 °C 65c 80 40 55 80 °C de subida tipo seco 80 110 55 85 a El aumento de temperatura de los transformadores de corriente que forman parte de disyuntores de potencia de alta tensión o transformadoresde potencia se ajustará a lasnormasIEEE C37.04 o IEEE Std C57.12.00, respectivamente (consúltese también el anexo B para las BCT). b El aumento de temperatura de otraspartesmetálicasno excederá de estos valores. c El aumento de la temperatura en la parte superior del aceite en los transformadoresselladosno excederá de estos valores.
- 22. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 21 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Los terminales destinados a la utilización en el aire se diseñarán de modo que su temperatura máxima de funcionamiento, cuandose ensayen con sus valores nominales, no supere los valores indicadosen el cuadro 5. Cuadro 5 — Temperatura máxima de funcionamiento de los terminales de potencia destinados a la conexión atornillada en el aire Rendimiento Terminales de cobre o aluminio desnudos (°C) Terminales estañados (°C) Terminales plateados (°C) Temperatura máxima de funcionamiento 90 105 115 Temperatura máxima de funcionamiento para uso en aparamenta metálica 70 105 105 a Consulte IEEE Std C37.20.1, IEEE Std C37.20.2 e IEEE Std C37.20.3. 4.7 Requisitos del factor de capacitancia y disipación La capacitancia y el factor de disipación del transformador se medirán a la frecuencia de potencia a las siguientes tensiones de ensayo: 10 kV Tensión nominal máxima El ensayo se realizará antes y después de los ensayos dieléctricos. El aumentode la capacitancia medido después de la comparación con el medidoantes de las pruebasdieléctricas seráinferior al valor producido por la ruptura de un elemento capacitivo. El factor de disipación se ajustará a los siguientesrequisitos: a) Para transformadoresllenosde aceite 1) El factor de disipaciónserádel 0,5 % como máximo a una temperatura ambientede referencia de 20 °C. 2) El aumento absolutodel valor del factor de disipaciónmedidodespuésde compararlo con el valor medido antes de losensayosdieléctricosseráinferioral 0,1 %. b) Para transformadoresllenosde gas 1) El factorde disipaciónserá del 0,15% comomáximo a una temperaturaambientede referencia de 20 °C. 2) El aumento absolutodel valor del factor de disipaciónmedidodespuésde compararlo con el valor medido antes de losensayosdieléctricosseráinferioral 0,03 %. c) Para transformadorescon una tensiónnominal inferiora 10 kV, para transformadoresmoldeadosde tipo seco sin aislamiento graduado capacitivo o para transformadores de corriente de buje, estos requisitos de factor de capacitanciay disipaciónno se aplican.
- 23. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 22 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 4.8 Clasificación de las pruebas Estas son las pruebas de rutina, tipoy otrasque sonnecesarias para asegurarque el diseño y la construcción del transformador seanadecuadosparacumplir con los requisitos especificados. El métododerealizaciónde los ensayos seráel descrito en la cláusula8 a la cláusula13, o mediantemétodos alternativos equivalentes. Muchas referencias están disponibles como fuentes para el material en las cláusulas anteriores. Las referencias mencionadas específicamente se enumeran por número en el anexo A. Otras referencias, que puedenserdeutilidadgeneralparaelusuariodeestascláusulas,odela normacompleta,tambiénseincluyen en el Anexo A. Las pruebasde rutinay de tipo se encuentran en la Tabla 6. 4.8.1 Requisitos de ensayo Los requisitos de prueba para transformadores de corriente y transformadores de voltaje se resumen en la Tabla 6. Cuadro 6 — Requisitos de ensayo Medición o prueba Transformadores de corriente Transformadores de tensión Subcláusula de referencia Clasificación de pruebas Subcláusula de referencia Clasificación de pruebas Factor de capacitancia y disipación 4.7 Rd 4.7 Rd Tensión aplicada 4.5d), 4.5e), 4.5f), y 8.5.3 R 4.5 a), 4.5 b), 4.5 c), 4.5 d), 4.5e), 4.5f) y 8.5.3 R Alta parcial 8,6 R y 11,4 T R/T 8,6 R y 11,4 T R/T Voltaje inducido 6.7.2 y 8.5.4 R 7.9 y 8.5.4 R Sobretensión entre giros 12.3 Ta — Polaridad 8.3 y 9.4 R 8.3 y 10.3 R Exactitud Figura 7, 8.1 y 9.1 R 7.10, 8.1 y 10.1 R Excitación Figura 7 y 8.2.3 R 8.2.3 T Error compuesto 8.2.3.1 Rb — Resistencia 8.4 Rc 8.4 T Impedancia 8.2 y 9.3 T 8.2 y 10.2 T Clasificación térmica a corto plazo 11.1 y 12.1 T 11.1 y 13.1 T
- 24. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 23 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Aumento de temperatura 11.2 y 12.2 T 11.2 y 13.2 T Pruebas de impulso 11.3 T 11.3 T Pruebas de resistencia al voltaje húmedo – para transformadoresde instrumentos para exteriores 11.5 T 11.5 T Comprobación del escudo de tierra 11.6 T 11.6 T R – Prueba de rutina T – Prueba de tipo (prueba de diseño) un Puede usarse como prueba de rutina en lugar de la prueba inducida cuando el voltaje secundario excede los 1200 V. b Puede utilizarse como prueba de rutina para verificar el cumplimiento de la clase de retransmisión a la corriente nominal. c Requerido para CT de clase de relé. Esto no es necesario para medir solo CT. d Necesario para transformadores de instrumentos llenos de aceite y gas. 4.8.2 Ensayosespeciales para transformadores de medida llenos de gas Estas pruebas debenrealizarse previoacuerdo entre el productor y el usuario. Los procedimientospara las siguientes pruebas se puedenencontrar en IEEE Std C57.13.5: a) Prueba del sistemade sellado b) Prueba de arcointerno 4.8.3 Otros ensayos Otras pruebassonpruebasadicionales realizadasparala información de la aplicación, parael suministrode datos específicos solicitados por los usuarios, parala verificación de la capacidadde tipo, etc. Ejemplos de otras pruebas son, pero no se limitana las siguientes: a) Pruebas de precisiónespeciales b) Capacidadesdeltransformadordevoltajeconrespectoalascaracterísticasdesobrevoltajedel125%, 140% y 173% c) Prueba de voltaje de influenciade radio (RIV) d) Ensayos de ciclotérmico e) Evaluaciones/pruebas sísmicas f) Carga mecánica
- 25. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 24 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 4.9 Construcción 4.9.1 Polaridad y marcado terminal La polaridad instantánea relativa de los terminales o cables deberá indicarse claramente mediante marcas permanentesque nopuedan borrarsefácilmente. Cuando la polaridad se indique con letras, se utilizará la letra "H" para distinguir los cables o terminales conectados al devanado primario y la letra "X" (también "Y" y "Z", etc., si se proporcionan múltiples devanados secundarios) se utilizará para distinguir los cables o terminales conectados al devanado secundario. Además, cada cable estará numerado, por ejemplo, H1, H2, X1 y X2. Si se suministran más de tres devanados secundarios, se identificaráncomoX, Y, Z y W para cuatrodevanados secundarios; X, Y, Z, W y V para cinco devanados secundarios; X, Y, Z, W, V y U para seis devanados secundarios, y así sucesivamente. H1 y X1 (tambiénY1 y Z1, etc., si se proporcionan) seránde la misma polaridad. Cuando se proporcionen múltiples bobinados primarios, los cables o terminales se designarán con la letra "H" junto con pares consecutivos de números (H1, H2, H3, H4, etc.). Los cables o terminales impares serán de la misma polaridad. Cuando se suministrengrifos o cables en el devanadoo bobinados secundarios, los cables o terminales se escribirán como se indica más arribay se numerarán X1, X2, X3, etc., o Y1, Y2, Y3, etc., con los números más bajo y más alto que indiquenel devanadocompletoy los númerosintermedios queindiquenlos grifos en su orden relativo. CuandoX1 no esté en uso, el númeroinferior de los dos cables en uso será el cablede polaridad. En el caso de relacionesprimariasduales obtenidas por tomas secundarias, el terminal X3 o Y3 será comúna ambas tomas. 4.9.2 Requisitos de protección de tierra Para los transformadores de instrumentos de la clase 72 kV y por encima de un blindaje de tierra se suministrará entre los devanados primario y secundario. 4.9.3 Símbolos Los símbolosdel transformador deinstrumentos se dan en la Tabla7.
- 26. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 25 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Cuadro 7 —Símbolos del transformador de instrumentos Símbolo Transformadores de tensión Transformadores de corriente : (colon) Expresión de ratio, sólo para mostrar la relación entre primaria y secundaria voltajes o entre voltajes primarios y terciarios Ejemplo: Transformador de voltaje con un devanado primario y un devanado secundario 14 Relación 400:120 V 120:1 Relación entre amperios primarios y secundarios Ejemplo: Transformador de corriente con un devanado primario y un devanado secundario Relación de corriente 100:5 A × (signo de multiplicación) Clasificaciones de voltaje o relaciones de transformador con un primario o bobinado secundario con doso Más bobinas para conexión en serie o en paralelo Ejemplo: Transformador de voltaje con bobinado primario en dos bobinas para conexión en serie o en paralelo para dos clasificaciones. 2.400 × 4.800 V Relación 20 × 40:1 Valores nominales de corriente del transformador con un devanado primario o secundario que tiene dos o más bobinas para conexión en serie o en paralelo Ejemplo: Transformador de corriente con dos devanados primarios en dos bobinaspara conexión en serie o en paralelo para dos proporciones Relación de corriente 100 × 200:5 A & (ampersand) Clasificaciones de voltaje o relaciones de devanados secundarios separados en un núcleo Ejemplo: Transformador de voltaje para conexión línea a tierra, con un devanado primario y dos devanados secundarios 14 400:120 y 72 V Relación 120: 1 y 200: 1 Clasificaciones de amperios de bobinadosprimarios separados en un núcleo (Cuando todas las clasificaciones de corriente primaria son las mismas, el El transformador producirá corriente secundaria nominal cuando cada devanado primario lleve corriente nominal y el Las corrientes primarias están en fase. Cuando todas las corrientes primarias no son iguales, el transformador debe producir corriente secundaria cuando la corriente primaria es corriente nominal en un solo devanado primario.) a) Transformador con dos o más devanados primarios diseñadospara ser utilizados individualmente Ejemplo: transformador de corriente con dos devanados primarios Relación de corriente 100 & 600:5 A b) Transformador totalizador con dos o más devanados primariosque se pueden usar simultáneamente y conectar en diferentes circuitos Ejemplo: transformador de corriente totalizador con tres devanados primarios Relación de corriente 5 & 5 & 5:5 A c) Transformador para circuito monofásico de tres hilos con dos devanados primariosseparados Ejemplo: transformador de corriente para trifásico monofásico Relación de corriente
- 27. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 26 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 100 & 100:5 A Cuadro 7—Símbolos de transformadores de instrumentos (continuación) Símbolo Transformadores de tensión Transformadores de corriente / (línea inclinada simple ) Dos o más clasificaciones de tensión primaria o secundaria obtenidas por grifos en el devanado secundario. Ejemplo: Transformador de voltaje con tomas en el devanado secundario para Clasificaciones de voltaje primario adicionales 8 400/12 000/14 400 V Relación 70/100/120:1 Ejemplo: Transformadorde voltaje con un grifo en el devanado secundario para clasificaciones de voltaje secundario adicionales 14 000 V Relación 120/200:1 Diferentes clasificacionesde corriente primaria obtenidas por grifos en el devanado secundario Ejemplo: Transformador de corriente con tomas en el devanado secundario para relaciones adicionales Relación de corriente 300/400/600:5 A
- 28. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 27 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. // (doble inclinación línea) (No se utiliza) Clasificaciones de amperios de devanados secundarios separados, cada uno con un núcleo independiente Ejemplo: transformador de corriente con dos devanados secundarios separados y dos núcleos Relación de corriente 600:5//5 E / (E/E1Y) / (E/E, GrdY) (Designación de las clasificaciones de tensión primaria) Ejemplo: Transformadorde voltaje con voltaje nominal E para conexión en un sistema de voltaje E 14 000 (E) Ejemplo: Transformador de voltaje con Tensión nominal E que es adecuada para la conexión en un sistema de tensión E o para la conexión en Y en un sistema de voltaje E1 2 400/4 160Y (E/E1Y) Ejemplo: Transformador de voltaje con Tensión nominal E con aislamiento reducido en el extremo neutro, para línea a tierra conexión en un sistema de voltaje E1 7 200/12 470GrdY (E/E, GrdY) (No se utiliza directamente) 5. Clases de precisión para la medición 5.1 Base para las clases de precisión Las clases de precisiónpara la mediciónde ingresosse basan en el requisitode que el factor de corrección del transformador (TCF) del transformador de tensión o del transformador de corriente esté dentro de los límites especificados cuandoel factorde potencia(retraso) dela carga medida tenga unvalorde 0,6a 1,0, en las condicionesespecificadasde la siguiente manera: a) Para los transformadores de corriente, a la carga estándar especificada (véase 6.2 para las cargas estándar)al 10% o al 5% (véase la Tabla 10), y al 100% de la corrienteprimaria nominal [tambiéna la corrientecorrespondienteal factorde clasificación (RF) si es superiora 1,0]. La clase de precisión a una carga estándar más baja noes necesariamentela misma quea la carga estándar especificada. b) Para transformadores de tensión, para cualquier carga en voltamperes de cero a la carga estándar especificada, al factor de potencia de carga estándar especificado (véase 7.2 paracargas estándar) y a cualquiertensióncomprendidaentreel 90%y el 110% de la tensión nominal. La clasede precisión a una carga estándar inferior de un factor depotencia diferenteno es necesariamentela misma quea la carga estándar especificada.
- 29. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 28 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 5.2 Expresión del factor de corrección del transformador a 0,6 factor de potencia (retraso) de la carga medida Se puede demostrar que un TCFa 0,6 factor de potencia(retraso) de la carga medidaes el siguiente: 9 a) Para transformadoresde tensión TCF = RCF+ (1) b) Para transformadores de corriente TCF = RCF− (2) Dónde Rcf es el factor de corrección dela relaciónderivado de 1 – (±Ratio Error/100). Tenga en cuentaque para los transformadoresquetienen unerrorde relaciónnegativa, el RCFserá mayorquela unidad. c, ß es el ángulo de fase, en minutos, para transformadores de tensióny transformadores de corriente, respectivamente. 5.3 Clases de precisión estándar Loslímitesdelfactordecorreccióndeltransformadorenlasclasesdeprecisiónestándarseránlosque figuran en el cuadro 8. Tabla 8 —Clase de precisión estándar para el servicio de medición y límites correspondientes del factor de corrección del transformador y del factor de corrección de la relación [factor de potencia de 0,6 a 1,0 (retraso) de la carga medida]c Clase de precisión de medición Transformadores de tensión (a 90% a 110% de voltaje nominal) Transformadores de corriente Mínimo Máximo Al 100% de la corriente nominal a Al 10% de corriente nominal A una corriente nominal del 5% Mínimo Máximo Mínimo Máximo Mínimo Máximo 0,15Sb — — 0.9985 1.0015 — — 0.9985 1.0015 0,15b 0.9985 1.0015 0.9985 1.0015 — — 0.9970 1.0030 0,15N — — 0.9985 1.0015 0.9970 1.0030 — — 0,3 S — — 0.9970 1.0030 — — 0.9970 1.0030 0.3 0.9970 1.0030 0.9970 1.0030 0.9940 1.0060 — — 0.6 0.9940 1.0060 0.9940 1.0060 0.9880 1.0120 — — 1.2 0.9880 1.0120 0.9880 1.0120 0.9760 1.0240 — — 9 Este is cierto de los errores dentro del rango de las clases de precisión de medición estándar.
- 30. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 29 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. a En el caso de los transformadoresde corriente, el límite de corriente nominaldel 100% se aplica también a la corriente correspondiente al factornominalde corriente térmica continua. b Definido previamente en IEEE Std C57.13.6. c Pueden especificarse otros requisitos de precisión que deben incluirse en la placa de identificación. 5.4 Valores límite del factor de corrección de la relación y del ángulo de fase para las clases de precisión estándar Los valores límitede RCFson los mismos quelosde TCF(véase5.2). Para cualquier valorconocidode RCF para un transformador dado, los valores límitede los ángulos derivados de la expresiónen 5.2 se dan como se muestra en la Ecuación(3) y la Ecuación (4).10 a) Para transformadoresde tensión γ= 2600×(TCF−RCF) (3) b) Para transformadoresde corriente β=2600 (× RCF TCF− ) (4) enel queTCFse tomacomovaloresmáximosymínimos,quefiguranenlaTabla8,paralaclasedeprecisión especificada. Estas relaciones se muestran gráficamente en la Figura 2, Figura 3 y Figura 4 para transformadores de corriente, y Figura 5 para transformadoresde voltaje. Figura 2 —Límites para las clases de precisión de los transformadores de corriente para la medición En laFigura2,losrequisitosdeprecisiónparalacorrientenominaldel100%tambiénseaplicanalacorriente nominal continuadel transformador. 10 Esto es cierto para los errores dentro del rango de las clases de precisión de medición estándar.
- 31. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 30 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Figura 3 —Límites para la clase de precisión de 0,15 para transformadores de corriente para medición En la figura 3, las características del transformador se situarán dentro de los límites establecidos del paralelogramoal 5% y al 100% de la corriente nominal. Para los transformadores de corriente, los límites de corrientenominal del 100% tambiénse aplicana la corrientecorrespondienteal factor de clasificación de corrientetérmicacontinua, si es superior a 1.0. Figura 4 —Límites para las clases de precisión 0.3S y 0.15S para transformadores de corriente para medición En la figura 4, las características del transformador se situarán dentro de los límites establecidos del paralelogramo desde el 5% hasta el 100% de la corriente nominal. Para los transformadores de corriente, el límitetambiénseaplicaalacorrientecorrespondientealfactordeclasificacióndecorrientetérmicacontinua, si es mayor que 1.0.
- 32. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 31 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Figura 5 —Límites de las clases de precisión para transformadores de tensión para medición En la figura 5, la característica del transformador se situará dentro de los límites del paralelogramo para todas las tensionescomprendidas entreel 90% y el 110% de la tensiónnominal. 6. Transformadores de corriente 6.1 Términos en los que se expresarán las calificaciones Las clasificacionesde un transformador de corriente incluirán: a) Nivel básico de aislamiento de impulsos en términos de voltaje de prueba de onda completa (ver Tabla 2). b) Tensión nominal del sistemao tensiónmáxima delsistema (véaseel cuadro 2). c) Frecuencia(en Hz). d) Corrientes primarias y secundarias nominales (véase6.3, así comola Tabla 9 y la Tabla 2). e) Clases de precisiónconcargasestándar (véanse6.3, 6.4, así como la Tabla8, la Tabla 10 y la Tabla 13). f) Factor nominalde corriente térmica continuabasado enla temperaturamedia del aire ambiente de 30 °C, a menos que se indique lo contrario (véase 6.5). g) Clasificaciónde corrientemecánicade corta duracióny corriente térmicade corta duración (véase 6.6). 0.988 0.994 0.9970 0.99850 0.994 0.997 0.9985 0.99925 1.000 1.000 1.0000 1.00000 1.006 1.003 1.0015 1.00075 1.012 1.006 1.0030 1.00150 PRINCIPAL REZAGADOS ÁNGULO DE FASE-MINUTOS -7.5 -5.0 -2.5 0 +2.5 +5.0 +7.5 -15 -10 -5 0 +5 +10 +15 -30 -20 -10 0 +10 +20 +30 -60 -40 -20 0 +20 +40 +60
- 33. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 32 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Cuadro 9 —Ejemplo de nominales para transformadores de corriente con una o dos relaciones Clasificaciones típicas actuales (A)a Proporción única Doble relación con bobinados primarios serie-paralelo Doble relación con grifos en bobinado secundario 5:5 150:5 1 500:5 25 × 50:5 25/50:5 10:5 200:5 1 600:5 50 × 100:5 50/100:5 15:5 250:5 2 000:5 100 × 200:5 100/200:5 20:5 300:5 2 500:5 200 × 400:5 200/400:5 25:5 400:5 3 000:5 400 × 800:5 300/600:5 30:5 500:5 4 000:5 500 × 1 000:5 400/800:5 40:5 600:5 5 000:5 600 × 1 200:5 500/1 000:5 50:5 750:5 6 000:5 1 000 × 2 000:5 600/1 200:5 60:5 800:5 8 000:5 2 000 × 4 000:5 1 000/2 000:5 75:5 1 000:5 10 000:5 1 500/3 000:5 100:5 1 200:5 12 000:5 2 000/4 000:5 a Podrán seleccionarse otras clasificaciones según lo acordado entre el fabricante y el usuario final. 6.2 Cargas estándar Las cargas estándar paralos transformadores de corrientecon corrientesecundarianominalde 5 A tendrán resistenciae inductancia de acuerdo con la Tabla10 para la medicióny la Tabla 13 para el relé. 6.3 Índices de precisión para la medición Un transformador decorrientepara medición recibiráunaclasificaciónde precisión paracada cargaestándar para la que estéclasificado(véase la cláusula 5). La clasede precisiónpodráindicarseparala cargamáxima para la queestá clasificada e implicaráque todaslasdemás cargas inferiorestambiénestarán incluidas enesa clase; por ejemplo, 0.3 B-1.8 implicaría 0.3 B-0.1, B0.2, B-0.5, B-0.9 y B-1.8. Si la clase de precisióndada es específica soloparala carga que se asigna, por ejemplo, 0.3 @ B-0.5, o un rango de cargas, por ejemplo, 0.3 @ B0.5-B0.9, entoncesla clasede precisión noestá garantizadapara otrascargasa menos que seindique específicamente. Los medidoreselectrónicos y los circuitos de conexiónpueden presentar una carga menor, lo que afecta la relación de transformadoresde corriente y el ángulode fase. Un transformador de corrienteque cumple una clase de precisión dada en B-0.1 y menos puede no cumplir con la misma clase de precisión cuando la aplicación requiere un factor de potencia de carga entre 0.9 y la unidad. Las cargas "E" se indicarán por separado.
- 34. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 33 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Cuadro 10 —Cargas de medición estándar para transformadores de corriente con devanados secundarios de 5 Aa Cargas Designación de la carga b Resistencia (Oh) Inductancia (mH) Impedancia (Ω) C Potencia total (VA a 5 A) Potencia total (VA a 1 A) Factor de potencia Cargas electrónicas E0.04 0.04 0 0.04 1.0 0.04 1.0 E0.2 0.2 0 0.2 5.0 0.2 Cargas de medición B-0.1 0.09 0.116 0.1 2.5 0.1 0.9 B-0.2 0.18 0.232 0.2 5.0 0.2 B-0,5 0.45 0.580 0.5 12.5 0.5 B-0,9 0.81 1.040 0.9 22.5 0.9 B-1.8 1.62 2.080 1.8 45.0 1.8 a Si el devanadosecundario de un transformadorde corriente tiene una clasificación distinta de 5 A, la impedancia,elfactor de potencia y la designación de la carga seguirán siendo los mismos, mientras que el VA a la corriente nominal se ajustará en [5/(amperios nominales)]. 2 b Estas designaciones de carga estándar no tienen importancia en frecuencias distintas de 60 Hz. c La tolerancia de impedancia es+5% y –0%. 6.3.1 Grado de precisión del transformador de corriente secundario roscado o de relación múltiple La clasificación de precisión de mediciónse aplica solo al devanado secundariocompleto, a menos que se especifique lo contrario(consulte la Tabla 11). Tabla 11 —Clasificaciones del transformador de corriente, tipo de relación múltiple Clasificaciones actuales (A) Grifos secundarios Clasificaciones actuales (A) Grifos secundarios 600:5 3000:5 50:5 X2 − X3 300:5 X3 − X4 100:5 X1 − X2 500:5 X4 − X5 150:5 X1 − X3 800:5 X3 − X5 200:5 X4 − X5 1000:5 X1 − X2 250:5 X3 − X4 1200:5 X2 − X3 300:5 X2 − X4 1500:5 X2 − X4 400:5 X1 − X4 2000:5 X2 − X5 450:5 X3 − X5 2200:5 X1 − X3
- 35. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 34 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 500:5 X2 − X5 2500:5 X1 − X4 600:5 X1 − X5 3000:5 X1 − X5 1200:5 4000:5 100:5 X2 − X3 500:5 X1 − X2 200:5 X1 − X2 1000:5 X3 − X4 300:5 X1 − X3 1500:5 X2 − X3 400:5 X4 − X5 2000:5 X1 − X3 500:5 X3 − X4 2500:5 X2 − X4 600:5 X2 − X4 3000:5 X1 − X4 800:5 X1 − X4 3500:5 X2 − X5 900:5 X3 − X5 4000:5 X1 − X5 1000:5 X2 − X5 1200:5 X1− X5 2000:5 5000:5 300:5 X3 − X4 500:5 X2 − X3 400:5 X1 − X2 1000:5 X4 − X5 500:5 X4 − X5 1500:5 X1 − X2 800:5 X2 − X3 2000:5 X3 − X4 1100:5 X2 − X4 2500:5 X2 − X4 1200:5 X1 − X3 3000:5 X3 − X5 1500:5 X1 − X4 3500:5 X2 − X5 1600:5 X2 − X5 4000:5 X1 − X4 2000:5 X1 − X5 5000:5 X1 − X5 6.4 Índices de precisión para la retransmisión Un transformador de corrientediseñado para finesde relérecibirá una clasificaciónde precisióncon arreglo al cuadro 12.
- 36. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 35 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Tabla 12 —Precisión del transformador de corriente de retransmisión Clase de relevos Límites del errorde ratio @ corriente nominal @ 20 veces la corriente nominal Clasificación C y T 3%a 10% Clasificación X 1% Definido por el usuario a Para la TC de tipo ventana con 50 vueltassecundarias(250,5)o menos, el error de relación a la corriente nominalpuede superar el 3%. Tabla 13 —Cargas de relé estándar para transformadores de corriente con devanados secundarios de 5 A Cargas Designación de la carga b Resistencia (Oh) Inductancia (mH) Impedancia (Ω) C Potencia total (VA a 5 A) Factor de potencia Voltaje del terminal Transmisión de cargas B-0.1 0.09 0.116 0.1 2.5 0.9 10 B-0.2 0.18 0.232 0.2 5.0 0.9 20 B-0,5 0.45 0.580 0.5 12.5 0.9 50 B-1.0 0.50 2.300 1.0 25.0 0.5 100 B-2.0 1.00 4.600 2.0 50.0 0.5 200 B-4.0 2.00 9.200 4.0 100.0 0.5 400 B-8.0 4.00 18.400 8.0 200.0 0.5 800 a Si el devanado secundario de un transformadorde corriente tiene una clasificación distinta de 5 A, la carga equivalente se obtendrá dividiendo la tensión del terminal secundario por(IS × 20). Por ejemplo,si la corriente secundaria nominal es 1 A y la clase de relé es C100,entonces la carga correspondiente para desarrollar el voltaje del terminalsecundario sería 100 V / (1 A × 20) = 5 Ω. b Estas designaciones de carga estándarno tienen importancia en frecuenciasdistintas de 60 Hz. c La tolerancia de impedancia es+5% y –0%. 6.4.1 Base para las clasificaciones de precisión de retransmisión 6.4.1.1 Clasificación C Cubre los transformadores decorriente enlos queel flujo defuga en el núcleodel transformador no tieneun efecto apreciable en la(s) relación(es) dentro de loslímites definidosen 6.4 con cargas estándar descritasen la Tabla 13, de modo quela relaciónpuedacalcularsede acuerdo con9.1.1, 9.1.2y 9.1.3. 6.4.1.2 Clasificación T Cubre los transformadores de corriente en los que el flujo de fuga tiene un efecto apreciable en la(s) relación(es) dentrode los límites definidosen la Tabla 13 con cargas estándardescritas en la Tabla 13, de modo que no es prácticocalcular la relación.
- 37. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 36 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 6.4.1.3 Tensión del terminal secundario La clasificación de relés para las clases C y T se da en términos de la tensión terminal secundaria, que el transformador de corriente suministrará a una carga estándar a 20 vecesla corriente nominal sin exceder los límites descritos en 6.4. Las clasificaciones de voltaje del terminal secundario se basan en una corriente secundarianominal de 5 A (100 A a 20 veces) y cargas estándar según la Tabla 13. 6.4.1.4 Clasificación X Definido por el usuario para una condición específica en la que los requisitos mínimos de excitación secundariase dan de la siguiente manera: Ek es el voltaje mínimo delpunto derodilla Ik es la corriente más emocionante en Ek Rct es la resistenciamáxima permitidade bobinadosecundariomedidoen corrientecontinuacorregidaa 75 °C El error derelacióna la corriente nominalserá el definidoenel punto6.4. Si solo se administraEk, entonces el fabricante establecerá Ik y Rct en funcióndel diseñonecesariorequeridoparacumplir con Ek. 6.4.1.5 Clasificaciones de rendimiento transitorio Para conocerlosrequisitos delos transformadores decorrienteClase TPX, TPY y TPZ, consulteIEC 61869- 2. 6.4.2 Transformador de corriente secundario o multirelación roscado La clase de precisión del relésolo se aplica al bobinadocompleto, a menos que se especifiquelo contrario. Si los transformadores tienen clasificación C en el devanado completo, todas las secciones roscadas se dispondránde maneraquela relaciónpuedacalcularsede conformidadcon lospuntos 9.1.1, 9.1.2 y 9.1.3. 6.5 Factores nominales de corriente térmica continua basados en la temperatura ambiente media del aire a 30 °C Los factores de clasificaciónde corriente térmica continuapreferidos son1.0, 1.33, 1.5, 2.0, 3.0 o 4.0. 6.6 Calificaciones actuales a corto plazo La corrientetérmicade cortoplazo y las capacidades mecánicas de cortotiempo no son independientes. 6.6.1 Clasificación de corriente mecánica de corta duración La corriente nominal mecánica decortotiempoes elvalormáximodepico deunaondade corriente primaria totalmentedesplazada (asimétrica)cuya magnitud será 2,7 veces la clasificacióntérmica decorto plazo, que el transformador es capaz de soportar con el devanado secundario en cortocircuito. "Capaz de resistir" se interpretará enel sentidode que, si estásujetoa estedeber, el transformador de corriente nodeberápresentar daños y deberáser capaz de cumplir con losdemásrequisitos aplicables de esta norma.
- 38. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 37 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 6.6.2 Corrientetérmica de corta duración La corriente nominal térmica de corto plazo de un transformador de corriente es la corriente primaria simétricarms que se puede transportardurante1 s con el devanadosecundarioen cortocircuitosin exceder en ningún devanado la temperatura límite. La temperatura de un conductor en los devanados de un transformador de corriente se determinará a partir del cálculo utilizando los métodos especificados en el punto 11.1.2. La temperaturalímite seráde 250°C parael conductor de cobreo de 200°C parael conductor eléctrico (CE) de aluminio. Se permitiráuna temperaturamáxima de 250 °C para las aleacionesde aluminioque tengan propiedades de recocido de resistencia a 250 °C equivalentes al aluminio EC a 200 °C, o para aplicaciones de aluminio EC cuando las características del material totalmente recocido satisfagan los requisitos mecánicos. Si la clasificaciónde 1 segundo no dependede la saturación del núcleo(véase12.1), la corrientenominal térmica de corta duración para cualquier tiempo de hasta 5 s puede determinarse a partir de la clasificación de 1 s dividiendo la corriente durante 1 s por la raíz cuadrada del número especificado de segundos. Por ejemplo, la clasificación de corriente térmica de 3 segundos es igual a la clasificación de corriente de 1 segundo divididaporla raíz cuadrada de3, o el 58% de la clasificaciónde unsegundo. Este cálculoincluye la suposición de que la corrienteprimaria es simétricaduranteel intervalo de tiempo. 6.6.3 Corrientes nominales continuas y de corta duración de los transformadores de corriente de tipo ventana o de buje Dichos transformadores de corriente, en los que el conductor primario no sea parte integrante de los transformadores de corriente, se clasificarán en términos de corriente primaria, aunque las limitaciones mecánicas y térmicas de corta duración y las limitaciones térmicas continuas sean únicamente las del devanado secundario. Tales clasificaciones especificadas para los transformadores de corriente de esta construcción no deben considerarse aplicables al conductor utilizado para el devanado primario de estos transformadores; Como tal, el conductorpuedeserun componente deotroaparatoo trabajo de bus que tiene diferentes limitaciones. Para los transformadoresde corriente de tipo buje, véase el anexo B. 6.7 Tensiones inducidas por el devanado secundario 6.7.1 Funcionamiento con circuito secundario abierto Los transformadores de corriente nunca deben funcionar con el circuito secundario abierto porque pueden producirse picos de tensión peligrosos. Los transformadores que cumplan con esta norma deberán poder funcionar en condiciones de emergenciadurante 1 minuto con corrienteprimarianominal multiplicadapor el factor nominal conel circuito secundario abiertosi la tensión de circuitoabierto no supera los 3500V de pico. Cuando el voltaje de circuito abierto excede el pico de 3500 V, el usuario debe considerar aplicar un dispositivolimitadorde voltaje (varistoreso espacios de chispa) a travésde los terminalessecundarios. El dispositivolimitadordevoltajedebesercapazdesoportarunasituacióndecircuitoabiertoduranteunperíodo de 1 minuto sindañar elcircuitosecundario. Es posiblequeseanecesarioreemplazar eldispositivolimitador de voltajedespuésde unacondicióntan anormal.
- 39. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 38 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 6.7.2 Prueba de tensión inducida Para frecuenciasde ensayode120Hz e inferiores, la tensiónde ensayode 1 minutoaplicadaa los terminales secundarios con el devanadoprimario abiertoserá el doble dela tensiónnominal delterminal secundario del relé indicadaen 6.4.1.3, perono inferior a 200 V. Para frecuencias de prueba superiores a 120 Hz, consulte 8.5.4 para la duraciónde la prueba. Los transformadores sin clasificación de tensión de relé se probarán a 200 V. Para la clasificación X, el nivel inducido será de 2 × Ek o 2500 V rms (pico de 3,5 kV), si este último es menor. Si es necesaria una frecuencia superior a 60 Hz para evitar una corriente de excitaciónexcesiva, véase 8.5.4 para un tiempo de aplicación reducido. Si el voltajeno se puede inducir sinusoidalmenteinclusoa 400 Hz sin saturacióndel núcleo, no se requiereninguna prueba. Esta prueba no es necesariapara transformadores de corrienteBIL de 10 kV de 10 kV tipo ventana o barra que tienenunaclasificación inferior a 600A y que no tienenunaclasificación de precisión de relé. 6.8 Placas de identificación Los transformadores de corriente estarán provistos de placas de identificación que incluirán, como mínimo, la siguiente información(véase el cuadro7): a) Nombre del fabricante o marca tr b) Tipo de fabricante c) Número de serie del fabricante d) Año de fabricación e) Corrienteprimaria nominal f) Corrientesecundaria nominal g) Tensión nominaldel sistema (NSV) y/otensión máximadel sistema (MSV) (ningunapara lasCT de buje) h) Nivel básico de aislamiento de impulsos (BIL) (ningunoparaCT de bujes) i) Frecuencianominal (Hz) j) Clasificacióntérmicay mecánica a corto plazo k) Factor nominalde corriente térmica continua(RF) (Estadoambientesi no es de 30 °C) l) Grado de precisión 1) Clase de precisiónde medicióna cargas estándarespecificadas 2) Clasificaciónde precisiónde relé en transformadores destinadosprincipalmentea aplicacionesde relé m) Estándaraplicable (IEEE Std C57.13 para Clase 1 e IEEE Std C57.13.5 paraClase 2)
- 40. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 39 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. n) En el caso de los transformadores llenos de aceite, la placa de identificación indicará que el transformador nocontiene nivelesdetectablesde PCB en el momento de la fabricación. NOTA 1— Consulte IEEE Std C37.04 y NEMA SG 4 para conocer los requisitos de la placa de identificación en disyuntores de alto voltaje. NOTA 2— Requisitos adicionales para las BCT, véase el Anexo B. 6.9 Terminales Los terminales primarios de los transformadores de corriente de tipo bobinado y tipo barra deben ser adecuados para su usocon conductores de aluminio o cobre. Los terminales secundarios y los terminalesde tensión, cuando esténprevistos, deberán ser adecuados parasu uso con conductores de cobre. 6.10 Datos de la aplicación Los datos característicos de los puntos6.10.1y 6.10.2 adecuados para describir o calcular el rendimiento se facilitarán previasolicitud. 6.10.1Datosparaaplicaciones demediciónEstos datos consistirán en lo siguiente: a) Curvas típicasde factor de correcciónde relacióny ángulo de fase, paralas cargas estándar para las que se asignan clasificacionesde precisiónde medición, trazadas en el rango de corriente segúnla Tabla8desde0.1o0.05veceslacorrientenominalhastalaclasificaciónmáximadecorrientetérmica continua. Estas curvas se trazaránen papel decoordenadasrectangular y no seránecesariodibujarlas cuandolos erroressuperenlos límitesde la clase de precisión1.2. b) Clasificaciones de corriente mecánica de corta duración y corriente térmica de corta duración, tal como se definenen 6.6.1 y 6.6.2, respectivamente. 6.10.2 Datos para aplicaciones de retransmisión Estos datos consistirán en lo siguiente: a) Clasificaciónde precisiónde retransmisión, tal comose define en 6.4. b) Clasificaciones de corriente mecánica de corta duración y corriente térmica de corta duración, tal como se definenen 6.6.1 y 6.6.2, respectivamente. c) Resistencia del devanado secundarioentrelos terminales secundariosa unatemperaturaespecificada dada de tal manera que pueda determinarse el valorparacada relación publicada. d) Para los transformadores de clase C, curvas de excitacióntípicas en papel de coordenadaslog-log, con décadascuadradas, trazadasentrela corriente deexcitacióny el voltajesecundarioinducidopara cada relaciónpublicada, que seextiende desdeel 1% delvoltaje del terminal secundariode precisión delreléhastaunvoltaje quecausaráunacorrientedeexcitacióndecincoveceslacorrientesecundaria nominal.
- 41. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 40 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Las curvastambiénmostraránla rodilla de la curva. Para transformadores de corrientecon núcleos no separados, la rodillase define comoel punto donde la tangente estáa 45 ° a la abscisa. Para los transformadoresdecorrientequeseajustenaestanorma,seráposibledibujarlastangentesanteriores a lascurvasdeexcitación.Latoleranciamáximadelosvaloresdeexcitaciónporencimaypordebajo de la rodilla será la indicada (véasela figura6). NOTA—La tangente de 45° se estableció a partir de la experiencia con materiales magnéticos convencionales. La importancia de estos puntos tangentes dependerá del material magnético en uso. e) Para los transformadores de clase T, curvas típicas de relación de sobrecorriente en papel de coordenadasrectangulartrazadas entrecorrienteprimaria y secundariaen el rango de1 a 22 veces la corrienteprimaria nominalparatodaslas cargasestándar hastala carga estándar, lo que provocauna correcciónde relacióndel 50% (verFigura 7). 11 11 Excepto B-0.9 y B-1.8.
- 42. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 41 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Figura 6 —Curvas de excitación típicas para transformadores de corriente de clase C multirelación con núcleos sin separación Figura 7 —Curva típica de relaciónde sobrecorriente 6.11 Pruebas de precisión rutinarias Los ensayos de transformadores de corriente con índices de precisión de medición se realizarán en cada transformador, y consistiránen la mediciónde la relación de error (factor de correcciónde la relación)y el ángulo de fase al factor declasificación, al 100% y al 10 % o 5 % de la corrientenominal segúnel cuadro 8, cuandoseenergizenalafrecuencianominalyala carganominal.Amenosqueelclientesolicitelocontrario, los transformadores de corrienteno compensados se probaránsolocon la carga nominal máxima. Las pruebasde precisiónde rutina para transformadoresde corrientecon una clasificaciónde precisiónde reléserealizaránencadatransformadoryconsistiránenunaverificacióndelarelaciónde vueltas,excitación secundariaymedicionesRCFal 100%decorrientenominalconcarganominalestándar.Paranúcleosdetipo anillo de baja reactancia, la mediciónRCFpuede serel error compuesto realizado por excitación secundaria a la tensiónequivalente a la carga nominal estándaral 100% calculada en 9.1.1, 9.1.2 y 9.1.3. El ensayo de excitación secundaria de rutina consistirá en una determinación del punto de rodilla de los transformadoresde clase C para demostrar el cumplimiento dela curva característica publicada. Para los transformadores de clasificación X, la prueba de excitación secundaria de rutina consistirá en mediciones de tensiónde excitación frentea corrientede excitación en Ek, y en dos puntos adicionales(un
- 43. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 42 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. punto porencimade Ek y un punto por debajo de Ek). Los puntosde pruebasonarbitrariosy seleccionados por conveniencia paraverificar la conformidad, y debenser al menos el 50% de Ek. Si Rct era un parámetro dado, se mediráy corregirá a 75 °C. Todas las medicionesde excitación se compararán conla curvapublicada y cumpliránlos límites indicados en la figura 6 (excepto para la clase X, donde Ek e Ik son límites máximos). Se pueden requerir puntos adicionales segúnse considerenecesarioparademostrar el cumplimiento. 7. Transformadores de tensión 7.1 Términos en los que se expresarán las calificaciones Las clasificacionesnominales de un transformadorde tensión incluirán: a) Nivel básico de aislamiento de impulsos en términos de voltaje de prueba de onda completa (ver Tabla 14 a Tabla 18, así comoFigura 8 a Figura 15). b) Tensión y relación primariasnominales (ver Tabla14 a Tabla18, asícomoFigura 8 a Figura 15). La tensiónsecundaria es de 120 V hasta 25 kV clase inclusivey 115 voltios por encimade 25 kV. c) Frecuencia(en Hz) d) Clasificaciones de precisión(véase 5.3) e) Clasificaciónde carga térmica(véase7.4) En la Tabla 14 a la Tabla 17, los transformadores de voltaje conectados línea a tierra en un sistema sin conexión a tierra no pueden considerarsetransformadores de puesta a tierra y no deben funcionar con los devanadossecundariosen delta cerrado porque pueden fluircorrientesexcesivasen el delta. Tabla 14 —Clasificaciones y características de los transformadores de tensión del grupo 1 Tensión nominal (V) Proporción marcada Nivel básico de aislamiento de impulsos (kV pico) 120/208Y 1:1 10 240/416Y 2:1 10 300/520Y 2.5:1 10 120/208Y 1:1 30 240/416Y 2:1 30 300/520Y 2.5:1 30 480/832Y 4:1 30 600/1 040Y 5:1 30 2 400/4 160Y 20:1 60 4 200/7 270Y 35:1 75 4 800/8 320Y 40:1 75
- 44. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 43 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 7 200/12 470Y 60:1 110 ó 95 8 400/14 400Y 70:1 110 ó 95 12 000/20 750Y 100:1 150 ó 125 14 400/24 940Y 120:1 150 ó 125 Los transformadoresde voltaje delGrupo 1 son para aplicacionescon el 100% del voltaje primario nominalen todo el devanado primario cuando se conectan línea a línea o línea a tierra. (Para las conexiones típicas, consulte la Figura 8 y la Figura 9). Los transformadoresde tensión del grupo 1 deberán poderfuncionaral125 % de la tensión nominalen caso de emergencia (8 h) (esta capacidad no excluye la posibilidad de ferrorresonancia), siempre que la carga, en voltios-amperios a tensión nominal, no supere el 64 % de la carga nominal térmica, sin superar las siguientes temperaturasmediasdeldevanado: 105 °Cparatiposdeelevaciónde 55 °C, 115 °C paratipos de subida a 65 °C y 130 °C para tipos de subida a 80 °C. Esto resultará en una reducción de la esperanza de vida. TRANSFORMADORES DE TENSIÓNGRUPO1 TENSIÓN NOMINAL 2 400/4 160 Y Figura 8 —Conexiones primarias típicas O Figura 9 —Conexiones primarias típicas alternativas Cuadro 15 —Clasificaciones y características de los transformadores de tensión del grupo 2a Tensión nominal (V) Proporción marcada Nivel básico de aislamiento de impulsos (kV pico) 120 1:1 10 240 2:1 10 300 2.5:1 10 480 4:1 10 600 5:1 10 2 400 20:1 45 4 800 40:1 60 DELTA DE 400 V 2 SISTEMA LO ANTERIOR TRANSFORMADORES QUIZÁS CONEXO LÍNEA A LÍNEA EN UN DELTA DE 400 V 2 SISTEMA 400 V 2 400 V 2 2 400 V LINE-TO-NEUTRAL EN UN 4 160 V WYE SYSTEM 160 V 4 4 160V WYE SISTEMA NEUTRAL CONEXIÓN A TIERRA EFECTIVA 2 400 V 2 400 V 160 V 4 400 V 2 4 160 V
- 45. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 44 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 7 200 60:1 75 12 000 100:1 110 ó 95 14 400 120:1 110 ó 95 24 000 200:1 150 ó 125 34 500 300:1 200 o 150 46 000 400:1 250 69 000 600:1 350 a Los transformadores de voltaje del Grupo 2 son principalmente para servicios de línea a línea, y se pueden aplicarlínea a tierra o línea a neutro a una tensión de bobinado igual a la clasificación de tensión primaria dividida por la raíz cuadrada de 3. (Para las conexiones típicas, consulte la Figura 10 y la Figura 11). Tenga en cuenta que la capacidad de carga térmica se reducirá a este voltaje. TRANSFORMADORES DE TENSIÓN GRUPO 2 TENSIÓN 14 400/14400Y Figura 10: Conexionesprimarias típicas O 14 400 V WYE SISTEMA NEUTRAL CON O SIN CONEXIÓN A TIERRA CONEXIÓN DE LÍNEA A NEUTRAL EN EL MISMO SISTEMA Figura 11 —Conexionesprimarias típicasalternativas Cuadro 16 —Clasificaciones y características de los transformadores de tensión exterior del grupo 3a Tensión nominal (V) Proporción marcada Nivel básico de aislamiento de impulso (kV pico) 14.400/24.940 Grd Y 120/200 & 120/200:1 150 ó 125 20.125/34.500 Grd Y 175/300 & 175/300:1 200 27.600/46.000 Grd Y 240/400 & 240/400:1 250 40 250/69 000 Grd Y 350/600 & 350/600:1 350 400 V 14 400 V 14 400 V 14 400 V 14 SISTEMA DELTA LO ANTERIOR TRANSFORMADORES PUEDEESTAR CONECTADO LÍNEA A LÍNEA EN UN 14 SISTEMA DE 400 V PERO ESTÁN LIMITADOS PORAISLAMIENTO 14 400 V 400 V 14 8 314 V 314 V 8 8 314 V 14 400 V
- 46. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 45 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 69.000/115.000 Grd Y 600/1 000 & 600/1 000:1 550 o 450 80.500/138.000 Grd Y 700/1 200 & 700/1 200:1 650 92 000/161 000 Grd Y 800/1 400 & 800/1 400:1 750 138.000/230.000 Grd Y 1 200/2 000 & 1 200/2 000:1 1050 o 900 207 000/345 000 Grd Y 1 800/3 000 & 1 800/3 000:1 1300 o 1175 287 500/500 000 Brd Y 2 500/4 500 & 2 500/4 500:1 1800 o 1675 431 250/750 000 Grd Y 3 750/6 250 & 3 750/6 250:1 2050 NOTA: La relación de doble voltaje generalmente se logra mediante un grifo en el devanado secundario. En tales casos, el terminal de no polaridad del devanado será el terminal común. un Los transformadoresde voltaje del grupo 3 son solo para conexión de línea a tierra y tienen dos devanadossecundarios.Pueden ser de tipo terminal neutro aislado o neutro conectado a tierra.Las clasificaciones hasta 92 000/161 000 Grd Y deberán ser capacesde alcanzarla raíz cuadrada de una tensión nominalde 3 veces (esta capacidad no excluye la posibilidad de ferrorresonancia)du rante 1 minuto sin superarun aumento de temperatura de 175 °Cparaelconductorde cobre o un aumento de 125 °C para elaluminio CE. Las clasificaciones de 138 000/230 000 Grd Y y superiores deberán poder funcionar al 140% de la tensión nominal con la misma limitación de tiempo y temperatura. (Para las conexiones típicas, consulte la figura 12). Los transformadores del grupo 3 deberán poderfuncionarde forma continua al 110 % de las tensiones nominales, siempre que la carga en voltamperes a esta tensión no supere la carga nominaltérmica. 69 000 V SISTEMA WYE NEUTRAL CON CONEXIÓN A TIERRA O SIN CONEXIÓN A TIERRA TRANSFORMADORES DE VOLTAJE VOLTAJE NOMINAL DEL GRUPO 3 GRD 40 250/69000Y UN TERMINAL PRIMARIO DE CADA TRANSFORMADOR NO ESTÁ COMPLETAMENTE AISLADO Y DEBE ESTAR CONECTADO A TIERRA Figura 12 —Conexionesprimarias típicas Cuadro 17 —Clasificaciones y características de los transformadores de tensión interior del grupo 4a Grupo Tensión nominal (V) Proporción marcada Nivel básico de aislamiento de impulsos (kV pico) Grupo 4A: Para operaciones a aproximadamente el 100% de la tensión nominal (ver Figura 13) 2.400/4.160 Grd Y 20:1 60 4.200/7.200 Brd Y 35:1 75 4.800/8.320 Grd Y 40:1 75 7.200/12.470 Brd Y 60:1 110 ó 95 8.400/14.400 Grd Y 70:1 110 ó 95 Grupo 4B: Para funcionamiento a aproximadamente el 58% de la tensión nominal (véase la figura 14) 4.160/4.160 Grd Y 35:1 60 4.800/4.800 millones de yuanes 40:1 60 7.200/7.200 Grd Y 60:1 75 12.000/12.000 Grd Y 100:1 110 ó 95 14.400/14.400 Grd Y 120:1 110 ó 95 837 V 39 SISTEMA NOMINAL DE 3 FASIS 39 837 V 39 837 V 000 V 69 69 000 V 69 000 V
- 47. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 46 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. un Los transformadores de voltaje del grupo 4 son solo para conexión de línea a tierra. Pueden ser de tipo terminal aislado - neutro o neutro conectado a tierra. (Para las conexiones típicas del Grupo 4A, consulte la figura 13. Para las conexiones típicasdel Grupo 4B, consulte la figura 14.) Los transformadoresdel grupo 4 deberán poder funcionarde forma continua al 110 % de las tensiones nominales, siempre que la carga en voltamperes a esta tensión no supere la carga nominal térmica. Los transformadoresde tensión del grupo 4A deberán poderfuncionaral125 % de la tensión nominalen caso de emergencia (8 h) (esta capacidad no excluye la posibilidad de ferrorresonancia), siempre que la carga, en voltios-amperios a tensión nominal,no supere el 64 % de la carga nominal,sin superarlas siguientes temperaturasmediasdeldevanado: 105 °C para tipos de elevación de 55 °C, 115 °C para los tiposde subidade 65 °C y 130 °C para lostiposde subida de 80 °C (esto dará lugar a una reducción de la esperanza de vida normal). Figura 13 —Conexiones primarias típicas para el Grupo 4A Figura 14 —Conexiones primarias típicas para el Grupo 4B Cuadro 18 —Clasificaciones y característicasde los transformadoresde tensióninterior del grupo 5a Tensión nominal (V) Proporción marcada Nivel básico de aislamiento de impulsos (kV pico) 7.200/12.470 Brd Y 60:1 110 8.400/14.000 Grd Y 70:1 110 12.000/20.780 Grd Y 100:1 150 ó 125 14.400/24.940 Grd Y 120:1 150 ó 125 20.125/34.500 Grd Y 175:1 200 o 150 un Los transformadores de voltaje del grupo 5 son solo para conexión de línea a tierra, y son para uso en interiores en sistemas conectados a tierra. Pueden ser de tipo terminal aislado- neutro o neutro conectado a tierra. (Para las conexionestípicas del Grupo 5, consulte la figura 15). Deben poder funcionar al 140% de la tensión nominal durante 1 minuto sin exceder un aumento de temperatura de 175 °C para el conductor de cobre o un aumento de 125 °C para el conductor de aluminio CE. (Esto resultará en una reducción de la esperanza de vida normal). Los transformadores de tensión del grupo 5 deberán poder funcionar de forma continua al 110 % de la tensión nominal, siempre que la carga, en voltios-amperios VOLTAJE TRANSFORMADORES GRUPO4A CON CLASIFICACIÓN VOLTAJE GRD 400/4 160 años 2 400 V 2 2 400 V 2 400 V 4 160 V 160 V 4 160 V 4 160V WYE 4 SISTEMA NEUTRAL EFECTIVAMENTE ANCLADO LÍNEA A TIERRA EN UN 4 160V WYE SISTEMA 440 EN WYE 14 SISTEMA VOLTAJE TRANSFORMADORES GRUPO4A CON CLASIFICACIÓN VOLTAJE GRD 400/14 400 Y 14 LÍNEA A TIERRA EN UN 14 440 V SISTEMA WYE 314 V 8 14 400 V 14 400 V 14 400 V 8 314 V 8 314 V
- 48. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 47 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. a esta tensión,no excedala carga nominaltérmica.Esta capacidadno excluye la posibilidad de ferrorresonancia. SISTEMA NOMINAL DE 3 FASIS UN TERMINAL PRIMARIO DE CADA UNO EL TRANSFORMADOR NO ESTÁ COMPLETAMENTE AISLADO Y DEBE ESTAR CONECTADO A TIERRA Figura 15 —Conexionesprimarias típicasGrupo 5 7.2 Cargas estándar Las cargas estándar paratransformadores de tensiónpara finesde clasificación se muestran en la Tabla19. Tabla 19 —Cargas estándar para transformadores de tensión Características de las cargas estándar a Características en 120 V basec Características en 69.3 V basec Designación VA Factor de potencia Resistencia (Ω) Inductancia (H) Impedancia (Ω)b Resistencia (Ω) Inductancia (H) Impedancia (Ω)b En 12.5 0.10 115.2 3.0400 1152 38.4 1.0100 384 X 25.0 0.70 403.2 1.0900 576 134.4 0.3640 192 M 35.0 0.20 82.3 1.0700 411 27.4 0.3560 137 Y 75.0 0.85 163.2 0.2680 192 54.4 0.0894 64 Con 200.0 0.85 61.2 0.1010 72 20.4 0.0335 24 Zz 400.0 0.85 30.6 0.0503 36 10.2 0.0168 12 a Estasdesignacionesde carga no tienen importancia,salvo a 60 Hz. b La tolerancia de impedancia es+5% y –0%. c Para tensiones secundariasnominales de 108 V a 132 V o de 62,4 V a 76,2 V, las cargasestándarpara pruebasde precisión den tro del ±10% de la tensión nominalse definen por la impedancia de carga característica de 120 V o 69,3 V, respectivamente.Para o tros voltajes secundarios nominales, las cargas estándar para pruebas de precisión dentro del ±10% del voltaje nominal se definen por la carga característica voltios-amperios y factor de potencia. Los voltios-amperios característicos se aplican a voltaje secundario nominal y se requieren impedancias apropiadas. Cuando los transformadores con voltaje secundario nominal de 108 V a 132 V se prueban a voltajes secundariosdentro del ±10% de 1/2 vecesel voltaje nominal,lascargasestándarpara la prueba de precisión se definen por las impedancias de carga características a 69.3 V. Cuando los transformadores con otros voltios secundarios nominales deben probarse a voltajes secundarios dentro del ±10% de 1/√3 veces el voltaje nominal, las cargas estándar para la prueba de precisión se definen por la carga característica voltios-amperiosy el factorde potencia.Losvoltios-amperios característicosse aplican a 1/√3 vecesel voltaje nominal; Para una carga estándardada, la impedancia de carga es menor y los cambios en la precisión resultantes de la corriente de carga son mayores que a la tensión nominal. 34 SISTEMA WYE 500 V EFECTIVAMENTE ANCLADO VOLTAJE TRANSFORMADORES GRUPO 5 CALIFICADO VOLTAJE GRD 125/34 500 años 20 125 V 20 34 500 V 34 500 V 34 500 V 20 125 V 20 125 V
- 49. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 48 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 7.3 Clasificaciones de precisión 7.3.1 Asignación de clasificaciones de precisión A un transformador de tensión se le asignará una clasificación de precisión para cada una de las cargas estándarparalasqueestéclasificado(véaselacláusula5).Laclasedeprecisiónpodráindicarseparalacarga máxima para la que está clasificadae implicará que todas las demás cargasinferioresestaránen esa clase; por ejemplo, 0.3Z implicaría 0.3 clase en 0, W, X, M, Y y Z. Si la clase es diferente en otras cargas, se indicará de la siguientemanera: 0.3Y, 0.6Z y 1.2ZZ, o puedeindicarse en una carga específica, como 0.3 @ Y, donde la clasede precisión noestágarantizada paraotras cargasa menosquese indique específicamente. 7.3.2 Clasificación de precisión para transformadores de tensión con dos devanados secundarios o devanados secundarios roscados La carga en dos terminales secundarios cualesquiera afecta a la precisión en todos los demás terminales. La carga indicada en las clasificaciones de precisión es la carga total sobre el transformador. La clase de precisiónse aplicaráconla carga dividida entre las salidassecundarias de cualquier manera. 7.4 Clasificaciones de carga térmica La carga nominal térmica de untransformador de tensiónse especificará en términosde la cargamáximaen voltios-amperiosqueeltransformadorpuedesoportaralatensiónsecundarianominalsinexcederelaumento de temperatura indicadoen la tabla 4. Si no se indicaninguna carga térmicaen voltios-amperios, la carga térmica nominalen voltios-amperiosserá la misma que la carga estándar máxima para la quese da unaclasificación de precisión. Cada bobinado, incluido el devanadoprimario, de un transformadorsecundariomúltiple recibiráuna carga nominal térmica. Si sólo se especifica una carga nominal térmica, se dividirá en partes iguales entre los devanadossecundarios, salvo que se especifiquelo contrario. 7.5 Placas de identificación Los transformadoresde tensión estarán provistos de placas deidentificaciónqueincluirán, como mínimo, la siguienteinformación (véase el cuadro7): a) Nombre o marca comercial del fabricante b) Tipo de fabricante c) Número de serie del fabricante d) Año de fabricación e) Tensión primaria nominal f) Tensión(es) secundaria(s) nominal(es) g) Nivel básico de aislamiento de impulso (BIL kV)
- 50. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 49 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. h) Frecuencianominal (en Hz) i) Clasificación(es) de carga térmicaa temperatura ambiente, en voltios-amperios a grados Celsius j) Clasificaciónde precisión:la calificaciónde precisión más alta con la carga estándarmáxima (por ejemplo, 0.3ZZ) k) Estándaraplicable (IEEE Std C57.13 para Clase 1 e IEEE Std C57.13.5 paraClase 2) l) En el caso de los transformadores llenos de aceite, la placa de identificación indicará que el transformador nocontiene nivelesdetectablesde PCB en el momento de la fabricación. 7.6 Terminales Los terminales primarios deben ser eléctrica y mecánicamente adecuados para su uso con conductores de cobre o aluminio. Los terminales secundarios deberán ser eléctrica y mecánicamente adecuados para su uso con conductores de cobre. 7.7 Capacidad de cortocircuito Los transformadores de tensión deberán ser capaces de soportar durante 1 segundo las tensiones mecánicas y térmicas resultantes de un cortocircuito en los terminales secundarios con tensión completa mantenidaen los terminales primarios. "Capazde resistir" se interpretará en el sentido de que, si está sujeto a este deber, el transformadordetensiónnodeberápresentardañosydeberásercapazdecumplirconlosdemásrequisitos aplicables de esta norma. La temperatura de los conductores en los devanados de los transformadores de tensión en condiciones de cortocircuito se determinará a partir de cálculos utilizando los métodos especificados en el punto13.1. La temperatura límite será de 250 °C para losconductores de cobre o de 200 °C paralosconductoresdealuminioCE.Se permitiráunatemperaturamáxima de250°Cparalas aleaciones de aluminio que tengan propiedades de recocidode resistencia a 250 °C equivalentes al aluminio EC a 200 °C, o para aplicacionesde aluminio EC cuandolas características del material totalmente recocidosatisfagan los requisitos mecánicos. 7.8 Datos de la aplicación Los datos característicos se facilitarán, previa solicitud, de la siguiente manera: a) Curvas típicas del factorde correcciónde la relacióny del ángulo de fase para la tensiónprimaria nominal (y, cuandose especifica, para la tensiónprimarianominal divididapor la raíz cuadradade 3), trazadas para las cargas estándar de 0 VA a los voltios-amperios de la carga, y también trazadas paralacargadelfactordepotenciaunitariode0VAalosvoltios-amperiosdelamayorcargaestándar trazada.Losdatosdelfactordecorreccióndelarelaciónydelángulodefaseparaotrascargaspodrán calcularse mediante los métodosdescritos enlos puntos 8.1 y 10.1. b) Clasificaciones de precisión para todas las cargas estándar hasta e incluyendo la clasificación de carga estándar máxima del transformador.
- 51. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 50 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 7.9 Prueba de voltaje inducido CAUTELA Muchas de laspruebasrequeridas en esta subcláusula implicanaltovoltaje. Por lo tanto, debenser realizados solo por personal experimentado familiarizado con cualquier peligroque pueda existiren las configuraciones deprueba y los procedimientos de prueba. Aunquealgunospeligrosse señalan específicamenteen estedocumento, no es prácticoenumerar todos lospeligrosy precauciones posibles. Consulte8.5.4 para conocer la frecuenciay la duraciónde la prueba. La tensiónde prueba será la siguiente: a) Para los transformadorescondosterminales primarios totalmente aislados, la tensión deprueba será el doble de la tensión nominal delos devanados. b) En el caso de los transformadores de tipo terminal neutro aislado o neutro a tierra, la tensión de prueba será iguala la tensión de resistencia de frecuencia de potenciaespecificada en el cuadro 2 para el BIL. 7.10 Pruebas de precisión rutinarias Estos ensayos se realizaránen cada transformador y consistiránen ensayos de relacióny ángulo de fase al 100% de la tensiónprimarianominal a lafrecuencia nominal con carga cero, y conla carga estándar máxima para la que el transformador está clasificadoen su clase de precisión mejor. 8. Procedimientos de ensayo aplicables a los transformadores de medida CAUTELA Muchas de laspruebasrequeridas en esta cláusula implicanaltovoltaje. Por lo tanto, deben ser realizados solo por personal experimentadofamiliarizadoconcualquierpeligro que pueda existir en las configuraciones deprueba y los procedimientos de prueba. Aunquealgunospeligrosse señalan específicamenteen estedocumento, no es prácticoenumerar todos lospeligrosy precauciones posibles. 8.1 Medición y cálculos de la relación y el ángulo de fase 8.1.1 Límites de incertidumbre Las incertidumbresmáximas parael ensayoy el cálculoseránlas siguientes: a) Aplicaciones de medición de ingresos: para tener una trazabilidad adecuada, la relación de incertidumbredelossistemasdemedicióndeprecisiónnodebeserinferiora4:1,comoseespecifica en ANSI/NCSL Z540-3. Por ejemplo: para los transformadores de clase0.3, los errores del sistema no deben exceder ±0.075% parala relacióny ±0.75 mrad (2.6 min) para el ángulode fase. b) Otras aplicaciones:±1.2% parala relacióny ±17.5 mrad (1°) para el ángulode fase. Al seleccionarel métodode medicióna utilizarentrelos enumeradosen esta subcláusula, se debe considerar la incertidumbremáxima. Por ejemplo, el elemento b)incluye retransmisión, controlde carga y aplicaciones
- 52. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 51 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. similares.Paraestasaplicaciones,laincertidumbreaceptablegeneralmentesepuedeobtenerconmétodosno precisos que no se discuten enestedocumento. El equipoutilizadoparalosensayosdeprecisióndeberápodertrazarsehastaunaoficinaoorganismonacional o internacional de normalización. Se llevaránperiódicamente registros de verificaciónde la exactitud de los sistemas de calibración por un laboratorioindependiente. El intervalomáximo será de cinco años para losequiposno electrónicos y de un año para los dispositivos electrónicos, a menos queel fabricantedel equipode medidaespecifiquelo contrario. 8.1.2 Generalidades Los transformadores de medida considerados en este documento están diseñados para la medición o para aplicacionesde reinstalación. La relaciónde un transformador se puede describir mediantela ecuación (5): Q1 − jb = NEl × +(1 a)×y (5) Pregunta2 Dónde Q1 es el fasor primario Q2 es el fasor secundario NO es la relaciónnominal de losfasores anteriores a es la corrección de la relación nominalde los fasores b es el ángulo de fase entre fasores (positivocuando el fasorsecundario conduce al fasor primario) [en radianes] La expresión en forma cartesiana es lo suficientemente cercana, y es como se muestra en la Ecuación(6) de la siguiente manera: P1 = NO × + −(1 ajb) (6) Pregunta2 Dónde (1 + a) se identifica como el RCF Si el transformador se va a utilizar parala medición de ingresos, el método de calibración deberápermitir determinar tantola relación como el ángulo de fasecon respecto a las incertidumbres prescritas en el punto 8.1.1. Si el transformador se va a utilizar sólo para el relé, sólo es necesario determinar la relación. Esto puede lograrse experimentalmente o porcomputación. 8.1.3 Consideraciones especiales en la calibración con fines de medición El circuitodeberá estar dispuesto de manera que se evite o reduzca al mínimo el acoplamiento magnético espurioylaconsiguientegeneracióndefuerzaselectromotricesdesconocidas.Porlotanto,lareddemedición
- 53. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 52 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. debe estar tanalejada como sea posible delosconductores que transportangrandescorrientes, y se utilizarán cables bifilares o coaxialestrenzadospara minimizar losefectos delos bucles. La ubicaciónadecuadade los terrenosy el uso adecuadode lasredeselectrostáticas de blindajey protección son fundamentales. Estas ubicaciones se rigen por el tipo de circuito y no se pueden prescribir de forma única. El criterio decontrol estádispuestode maneraquela corriente decapacitanciaespuria nopueda entrar o salir del circuito demedición. La disposicióneliminaráestas vías defuga o las controlará de otromodode modo que los efectosde capacitancia seaninsignificantes o adecuadamentecalculables. El error de un transformador de medidaes una funciónde corriente (o voltaje), carga y frecuencia. Para la incertidumbre mínima, la calibración se realizará en las condiciones que el transformador encontrará en servicio. Este requisito es apreciablementemás estricto para lostransformadores de corriente (CT) quepara los transformadores de voltaje(VT), ya que la excitacióndel núcleo CT varía en límites amplios. El voltaje normalmente aplicado al VT es casi constante, de modo que su excitación varía en un rango limitado. Además, el error de un transformador de voltajea un voltaje dado se puede calcular para cualquier carga en cualquier factorde potencia si los errores se conocen paracarga cero y paraotracarga en factor de potencia conocido. Los erroresde un transformador de corrientepuedenverseinfluenciados por su ubicacióny orientaciónen relación con los conductores de alta corriente cercanos. Para lograr resultados reproducibles, dichos conductores deben organizarse paraminimizar los errores actuales deltransformador. Para garantizar resultadossignificativos, el transformadorde corriente debe ser desmagnetizadoantes de la calibración.Inclusodespuésdeladesmagnetización,lascorrientescontinuasparásitaspresentesenelcircuito de prueba, por ejemplo, de una medición de resistencia de CC, pueden remagnetizar el transformador e introducir erroresqueno permitirán resultados reproducibles. Los errores de un transformador de voltaje que no está completamenteencerradodentro de una estructura blindada, como un tanque de metal, pueden verse influenciados por la proximidadde objetoscercanos. Sin embargo, a excepción de lasmedicionesde laboratorio de alta precisión, esteefectosueleser insignificante. Los efectos de calentamiento también son de particular importancia en las pruebas de precisión de los transformadores de corriente. Cuando se trate de magnitudes relativamente altas de corriente primaria o secundaria, o de ambas, el equipo de ensayo deberá tener una capacidad térmica suficiente para permitir realizar las mediciones necesarias sin un calentamiento significativo. Al realizar pruebas de precisión de sobrecorriente, comopara la aplicaciónde relé, se debe tener cuidado paragarantizar que (1) nose excedala clasificación de corriente térmica a corto plazo del transformador bajo prueba y (2) el autocalentamiento durantelas mediciones no altere materialmentelas característicasque se miden. 8.2 Mediciones de impedancia, excitación y errores compuestos 8.2.1 Mediciones de impedancia Las mediciones de impedancia descritas en 8.2.2 utilizan la terminología utilizada normalmente para los transformadores de potencia y distribución. Las mediciones de impedancia discutidas en 9.3.1 y 10.2.1 utilizanla terminología típicamenteutilizada para lostransformadores de instrumentos.
- 54. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 53 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 8.2.2 Tensión de impedancia El voltaje requerido para hacer circular la corriente nominal del transformador en condiciones de cortocircuitoes elvoltajede impedanciadeltransformadorvisto desdelosterminalesdeldevanadoexcitado. El voltajedeimpedanciasecomponedeuncomponentederesistenciaequivalenteyuncomponentereactivo. No es práctico medir estos componentes por separado, pero después de medir la pérdida y el voltaje de impedancia, los componentes puedensepararsepor cálculo. Es suficiente medir y ajustar la corriente solo en el devanado excitado, porque la corrienteen el devanado cortocircuitado será el valor correcto (excepto por una corriente de excitación insignificante) cuando la corriente en el devanado excitadoes correcta. La introducción de equipos de medición de corriente en serie con el devanadocortocircuitadopuedeintroducirgrandeserrores enlas medicionesde impedancia. Para transformadoresde dosbobinados, unode los devanados(ya seael de giro altoo el de giro bajo)se cortocircuita, y el voltaje a la frecuencia nominal se aplica al otro devanado y se ajustaparahacer circular la corriente nominalen el devanado. Para transformadores que tienen más de dos devanados, el voltaje de impedancia es una función de las conexionesdepruebautilizadas.Alrealizarpruebasentransformadoresdebobinadomúltiple,losdevanados deben conectarse de tal manera que proporcionen los datos de impedancia correctos para el propósito previsto. Los componentes resistivos y reactivos del voltaje de impedancia se determinan mediante el uso de la Ecuación(7) y la Ecuación (8). Vr = z (7) (8) Vr es el voltaje, componente en fase Vx es el componente de voltaje, cuadratura Vz es el voltaje de impedancia Pz es la potencia en vatios I es la corriente en amperios en bobinado excitado Laspérdidas I2Rde losdosdevanadossecalculanapartirdelasmedicionesderesistenciaóhmica(corregidas a la temperatura a la que se realiza la prueba de impedancia) y las corrientes que se utilizan en la medición de impedancia. Estas pérdidas I2R restadas de la pérdida de impedancia dan las pérdidas perdidas del transformador. La temperaturadelosdevanadossetomaráinmediatamenteantesydespuésdelasmedicionesdeimpedancia de manera similar a la descritaen el punto8.4. La media se tomará como temperatura real. P Y o 2 2 c o r x E n Vv = − Dónde
- 55. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 54 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 8.2.3 Mediciones emocionantes de corriente y pérdida de excitación Las mediciones depérdidasnosonobligatorias y solodeben realizarsesi sesolicita. La conexióndelcircuito para la medición de la corriente excitante y la pérdida se muestra en la Figura 16. Se toman una serie de lecturas simultáneasen el amperímetro, voltímetro delectura rms, voltímetrode lecturapromedio, calibrado en rms y vatímetro. Figura 16 —Circuito para medir la corriente de excitación y la pérdida A partir de los datosobtenidosse pueden extraer las dos curvas decorriente de excitaciónsiguientes: a) Curva 1: voltímetro delectura promedio frente al amperímetro b) Curva 2: voltímetro rms frente al amperímetro Si estas curvasdifieren, la tensiónde alimentaciónno es una onda sinusoidal. En este caso, la curva 1 será más baja y la curva2 serámás alta quela curvacorrespondientepara el voltaje deonda sinusoidal. Si las dos curvasestándentrodel2%unadelaotra,cualquieradelascurvassepuedeutilizarsincorrección.Sidifieren entre un 2% y un 10%, el valor del voltímetro de lecturapromedio se utiliza para determinar la corrientede excitaciónsobreunabasedeondasinusoidal.Sidifierenenmásdel10%,seindicaunadistorsióndelaforma de onda muy gravey se realizarán loscambios de circuito apropiados.12 La pérdida de excitación de untransformador incluyela pérdida dieléctricay la pérdidadel núcleo. Se mide con el vatímetrode la figura16. La determinación de la pérdida de excitación se basa en un voltaje de onda sinusoidal aplicado a los terminales del transformador. Las ondas de tensión de pico (factor de forma superior a 1,11) resultantes generalmente del carácterno lineal de la carga de excitación del transformador en la fuente de prueba, dan pérdidasde excitaciónmás pequeñasque una tensiónde onda sinusoidal. Las ondas de voltaje planas, que rara vez se encuentran en talespruebas, dan mayorespérdidas. Los núcleos de transformadorde corriente debendesmagnetizarsejustoantesde las mediciones de pérdida de excitación, y todas lasmediciones deben realizarse enel devanado de baja corriente conotros devanados de circuito abierto 12 La distorsión de forma de onda muy grande se puede detectarmásconvenientementey porosciloscopio o analizadorde ondas.
- 56. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 55 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. ADVERTENCIA Este circuito puede resultar en voltajes anormalmentealtos en losterminales de altovoltaje y corrientes anormalmentebajas en el circuito de excitaciónde ciertos transformadoresde voltaje. Se deben tomar precauciones de seguridad 8.2.3.1 Mediciones de errores compuestos Este método se puede realizar como se muestra en la Figura 16, excepto sin el vatímetro. La corriente excitantese mide a un nivel de inducción equivalente a la corriente nominal con carga nominal estándar. La corrienteexcitante puede considerarse el error total talcomo se defineen 9.1.2.3. 8.2.4 Mediciones de altas densidades de flujo magnético Las mediciones en transformadores de voltaje y transformadores de corriente en condiciones de sobrecorrienteserealizanutilizandoelvoltímetrodelecturapromedio.Elvalormediodelatensióndeensayo aplicadaseráel mismoqueel valor mediode la onda sinusoidaldeseada detensióna la frecuenciaadecuada. Bajo esta condición, el componentede histéresis dela pérdida será correcto. Se recomienda que la prueba se realice en el devanadode baja tensión con todos los demás devanadosen circuito abierto. Cuando se excite el devanado de baja tensión, aparecerá tensión completa en todo el bobinadode altatensión y se tomarán precauciones de seguridad. Los devanados de bajatensión se conectarána tierra en un único punto. Después de ajustar el voltaje al valordeseadosegún lo indicado por el voltímetro de lectura promedio, se registran los valores simultáneos de voltaje, potencia y corriente rms. Luego, la tara en el vatímetro, que representalas pérdidas de los instrumentosconectados, se lee y se resta de la lecturaanterior del vatímetro para obtener la pérdidade excitación del transformador. Las mediciones de corriente excitantes se obtienen al mismo tiempo que se realizan las mediciones de pérdida. Para obtener la medición correcta de la corriente de excitación, la tara del amperímetro, que representa la corriente tomada por los elementos de tensión del vatímetro y los voltímetros, se medirá y restará vectorialmente de las mediciones de corriente anteriores. Si las lecturas de tensión indicadas en el voltímetro rms y en el voltímetro de lectura media difieren en más del 2%, las mediciones también se corregirán paradeterminar la forma de onda(véase IEEE Std 4). 8.3 Polaridad La polaridad del cablede un transformadores una designaciónde las direccionesinstantáneas relativasde las corrientesen sus derivaciones. Se dice que los cablesprimarioy secundario tienen la misma polaridad cuando en un instante dado la corriente entra en el cable primario en cuestión y deja el cable secundarioen cuestión en la mismadireccióncomo si los dos cables formaran un circuito continuo. Dos métodosson deuso comúnpara determinar la polaridadde los transformadores de instrumento. Son los siguientes: a) Comparación conun transformadorde polaridadconocida (véanse 9.4.1y 10.3.1) b) La comparación directade las tensionesdel devanado
- 57. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 56 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 8.3.1 Comparación directa de las tensiones del devanado Para determinar la polaridadde los transformadoresde medidautilizandoestemétodo, haga lo siguiente: a) Conecte los devanadosde giro alto y giro bajo como se muestraen la Figura 17. En la mayoría de los casos, el devanado de alta rotación de un transformador de corriente es X1−X2 y el de un transformador devoltaje es H1−H2. b) Energize el circuitodesde una fuente de voltaje controlada en losterminales AB del devanado de alta vuelta. c) Lea el valor de los voltajesa través de AB y BD. d) Si el voltaje a travésde BD es menor que el voltaje a travésde AB, la polaridades como marcada. Si el voltaje a travésde BD es mayor queel voltajea través de AB, la polaridadse invierte. ADVERTENCIA El voltajede la fuentesiempredebe imprimirsea través del devanadode giro alto; De lo contrario, se podríanencontrar voltajes peligrosamente altos. NOTA: La idoneidad de este método para transformadoresde alta relación está limitada porla sensibilidad delvoltímetro utilizado. Figura 17 —Polaridadpor comparaciónde las tensiones del devanado 8.4 Mediciones de resistencia Estas medicionesse realizanen transformadores demedida por las siguientes razones: a) Para calcular la precisiónde reléde los transformadores de corrientede tipoC b) Establecerlaresistenciadeldevanadoaunatemperaturaconocidaparasuusoenpruebasdeaumento de temperatura c) Para calcularlas temperaturas del devanadoy los aumentos de temperatura al finalizarlas pruebas de aumentode temperatura
- 58. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 57 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. d) Para permitir el cálculode relaciones en condicionesde carga (para transformadoresde tensión) e) Para confirmar Rct para transformadoresde corrientede clase X ADVERTENCIA Los devanados distintosde aquelcuya resistenciase está midiendo deben cortocircuitarse. Esto es importantecomo medida de seguridad paraevitarla inducción dealtos voltajes y parareducir el tiempo requeridopara que la corriente continuase estabilice. Una resistenciase puede medircomounaredde dosterminaleso como una redde cuatroterminales. En una mediciónde dos terminales, la red de resistenciase conecta al circuito de medicióna través de un par de cables. Por lo tanto, tantola resistencia decontacto en lospuntos deconexión como la resistenciadel plomo se convierten en parte de la resistencia que se está midiendo, y en la medida en que se desconocen, la resistenciade dos terminaleses indefinida. Sin embargo, si una red de resistencia se hace de cuatro terminales, su resistencia se puede definir con precisiónysepuedemedirmediantetécnicasdecuatroterminales.Unpardeterminales(terminalesactuales) se encuentra fuerade un segundo par (terminalespotenciales) comose muestra en la Figura 18. Figura 18 —Red de cuatro terminales para la medición de la resistencia La resistenciase definecomo el voltaje de circuito abierto a través de los terminales de potencialdividido por la corrienteque entray sale de los terminales de corriente. Así, por ejemplo, si se necesita la resistencia de un devanadoentredos puntos 'a' y 'b', los cables potencialesse conectana los terminales P1 y P2, y los cables de corriente se conectana los terminalesC1 y C2. No existe una regla precisa que rija la selección de una medición de cuatro terminales sobre una de dos terminales. La eleccióndepende principalmente de la magnitudde la resistencia y de la precisión con la que seva a medir.Sinembargo,laresistenciadecontactoolasincertidumbresenlaresistenciadelplomopueden ser de hasta 0,01 Ω. Lasmedicionesderesistenciadedosycuatroterminalessepuedenrealizarutilizandométodosdevoltímetro- amperímetroo métodos de puente. La mediciónde cuatroterminales debeutilizarsepararesistencias de1 Ω o menos. Los puentes de resistencia adecuados para medir la resistencia hasta el rango de μohmios están disponibles comercialmente. 8.4.1 Métodos del amperímetro del voltímetro El método del voltímetro-amperímetro quedebe emplearsese describeen 5.3.1del IEEE Std C57.12.90.
- 59. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 58 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 8.4.2 Métodos puente Cuando una medición de dos terminales es adecuada, se recomienda el puentede Wheatstone. Cuando se necesitanmediciones decuatro terminales, se requiereel puentede brazodedoblerelación (Kelvin). Ambos tipos están disponibles comercialmente y requierenun equipoexterno mínimo. El puentede Wheatstoneconsta deun parde brazosde relación, un brazo deresistencia ajustable paralograr el equilibrio y un brazo que contiene la resistencia a medir. En las versiones comerciales, los brazos de relación estánequipadosparaque cualquierade variasproporciones se pueda seleccionar fácilmente. Por lo tanto, las resistencias se pueden medir en un amplio rango con la máxima resolución disponible desde el brazo ajustable. El puentede brazo de doble relaciónes más complejotanto en su diseño como en su funcionamiento. Los libros de texto en mediciones eléctricas contienen excelentes discusiones sobre el puente y deben ser consultados. En términos generales, el puente mide una resistencia decuatroterminales detal manera que sus puntos de uniónal circuitode medicióny sus resistenciasde plomo no entran enla medición. La incertidumbrede medición másbajadisponiblede cualquier tipo depuente se puedeobtenersi se emplea una técnica de sustitución. La técnica, sin embargo, requiere un estándar conocido cuyovalor nominal es el mismo que la resistencia que se está midiendo. El puente se equilibraprimerocon el estándar en el brazo desconocido y luego se reequilibra con el estándar reemplazado por la resistencia desconocida. De esta manera, solose midela pequeñadiferencia entrelosdos, y dadoquelos otros brazosdelpuente permanecen sin cambios, no es necesarioconocersus valores. 8.4.3 Mediciones de temperatura de referencia La temperaturade referencia del devanado se determinaráconprecisiónal medirla resistencia del devanado de los transformadores decorrientede precisión derelé y parasu uso enensayos deaumentode temperatura. No se supondrá que la temperatura deldevanadosea la misma que la del aire circundante. Las mediciones de resistencia se efectuarán en un transformador únicamente cuando la temperatura del devanadosea estable. La temperaturase consideraestable si la temperatura de la superficie externa de los transformadoresde tiposeco o la temperaturamáximadel líquido delos transformadoresllenos de aceite no varía más de 1 ºC en un períodode 1 hora. 8.5 Pruebas dieléctricas Las pruebas dieléctricas deben hacerse con el transformador a temperatura ambiente y, a menos que se especifique lo contrario, el voltajedebe medirse de acuerdo con IEEE Std 4. Cuandoserequieranensayosenbujesoaisladoresseparadosdelostransformadores,losensayosserealizarán de conformidadconla normaIEEE C57.19.00. 8.5.1 Ensayos dieléctricos de fábrica El propósitodelaspruebasdieléctricasenlafábricaesverificarelaislamientoylamanodeobraydemostrar que el transformador ha sido diseñadopara soportar laspruebasde aislamientoespecificadas. Las pruebasde impulsos, cuando seanecesario, precederán a las pruebas de baja frecuencia.
- 60. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 59 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 8.5.2 Pruebas dieléctricas por parte del usuario Se reconoce que las pruebasdieléctricasimponen una tensiónseveraen el aislamientoy, si se aplicancon frecuencia, acelerarán la ruptura o pueden causar averías. La tensión impuesta, por supuesto, es más severa cuantomayoreselvalordelvoltajeaplicado.Porlotanto,laspruebasperiódicaspuedennoseraconsejables. Se recomienda que las pruebas iniciales de aislamiento del usuario no superenel 75% del voltajede prueba de fábrica;que para los aparatosantiguosreconstruidos en el campo, las pruebas no deben excederel 75% de la tensión depruebade fábrica; y laspruebasperiódicasde aislamiento realizadasporel usuariono deben superar el 65% delvoltaje de pruebade fábrica. Las pruebas realizadaspor el usuario para la aprobación del diseño pueden realizarse al 100% de la tensión de prueba de fábrica. 8.5.3 Ensayos de tensión aplicada Los extremos de los terminalesy los grifos sacadosde la caja del devanadosometidoa ensayo se unirán y conectaránal terminal de línea del transformador de ensayo. Todos los demás terminales y partes (incluidos el tanque y el núcleo, si son accesibles) deben conectarse a tierra y al otro terminal del transformador de prueba. La conexión a tierra entreel aparato sometidoa ensayo y el transformador deensayoseráun circuito metálico sustancial. Se debe usarun cablede tamañosuficientey disposición adecuada para evitar descargas parcialesexcesivas (corona)en la tensiónde pruebapara conectarlos grifos, terminalesde línea y el transformadorde prueba respectivos. Se tendrá cuidadode mantener el cable en el lado de alta tensiónbien alejado del suelo. No se debe colocar ninguna impedancia apreciableentre el transformadorde prueba y el que se está probando. Se recomienda quese proporcione un dispositivode detecciónde fallos sensible a la corriente adecuado. La razón de esto es que el cambio de voltaje a través del transformador de prueba en caso de falla puede no detectarse fácilmentemediantela observacióndel voltímetrode entrada. Como medida de seguridad, se debe conectar un espaciode alivio establecido en un voltaje del 10% al 20% superior al voltajede pruebaespecificado durante la pruebade voltajeaplicado. Para lostransformadoresde medida quese pruebena 50 kV o menos, está permitido omitirel espacio de alivio (véase8.5). La tensión de prueba aplicada debe iniciarse a un tercioo menos del valor total y aumentarse gradualmente hastasuvalortotalennomásde15s.Despuésdemantenersedurante1minuto,debereducirsegradualmente en no más de 15 s a un tercio del valormáximoo menosy el circuitoabierto. Los requisitos depruebade voltajeaplicados paralos tipos detransformadoresde voltajeaislados-neutrosse especificanen 4.5. La frecuenciade ensayo será de60 Hz. 8.5.4 Ensayos de tensión inducida Estas pruebasse realizanaplicandovoltaje a un devanadocontodos los demás devanadosabiertos. Un extremo de cadabobinadose conectará a tierraduranteeste ensayo. Por lo general, el voltaje se aplica al devanadode bajo voltaje. Cuandoel voltajeen cualquier bobinadoexceda los50 kV durante esta prueba, se deben proporcionar algunos mediosparaverificar el voltaje. Como esta prueba (si se realiza a la frecuencia nominal) sobreexcita el transformador bajo prueba, la frecuenciade la tensión aplicadadebe ser tal que evitela saturacióndelnúcleo. Normalmente, este requisito
- 61. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 60 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. requiere el usode unafrecuencia de120Hz o más cuando se excitan unidadesde 60 Hz. Para aquellos tipos que tienen una grancapacitancia distribuida, la corrientede excitación aumenta conla frecuencia del voltaje aplicado, por lo que es necesario protegersecontrauna corrientede excitaciónque excederáel 200% de la corrientede carganormalsegúnla clasificación térmica. Cuandose utilizanfrecuencias superioresa 120Hz, la gravedadde la prueba aumentaanormalmentey, por esta razón, la duraciónde la prueba debereducirse de acuerdo conla Tabla20. El voltajedebeiniciarse a untercioo menos del valor totaly aumentarsegradualmente hastael valor totalen no más de 15 s. Después de mantenerse durante el tiempo especificado en la Tabla 20, debe reducirse gradualmente en no más de15 s a un terciodel valormáximo, o menos, y el circuitodebe abrirse. Los transformadoresde voltajeen equipos demediciónpolifásicospuedenprobarse con voltajemonofásico. Por lo general, el voltaje de prueba especificado se aplica a uno de los devanadosde cada núcleocon los extremosneutrosde los devanadosabiertosconectados a tierra. Cuadro 20 —Duración de la tensión total para los ensayos de tensión inducida Frecuencia (Hz) Duración (s) 120 o menos 60 180 40 240 30 360 20 400 18 8.6 Medición de descarga parcial Las pruebas de descarga parcial (DP) están destinadas a determinar la libertad del aislamiento interno de descargas internas dañinas. La disposiciónpreferidapara realizar laprueba dedescargaparciales tenerel transformadordel instrumento bajo pruebapara que esté completamenteensamblado antesde realizar la prueba; Sin embargo, durantela prueba de descarga parcial, si los accesorios externos o el hardware deltransformador ensamblado que se está probandointerfieren con la prueba, puedenretirarse o provistos deblindajesuplementario. Lostransformadoresdeinstrumentosllenosdeaceite,llenosdegasydetiposecode5kV detensiónnominal del sistema o más se someterána una prueba de descarga parcial como prueba de rutina. No se realizarán ensayos en terminalesdestinados a ser conectadosa tierra. A discreción del fabricante, las pruebas de voltaje inducido o aplicado y las pruebas de descarga parcial puedenrealizarsejuntas. El nivel de ruido de fondo se ajustará a la normaIEC 60270. Si es necesario, se pueden usarelectrodos externosparael terminal primarioy la tierradel transformador. El métododeensayoseajustaráalanormaIEC 60270.Paraloscircuitosdepruebatípicos,consulteIEC60270. Cuando se utilice una tensión de pretensado de 60 Hz, se mantendrá durante un mínimo de 60 s; cuandose utilice una frecuencia másalta, la duración podráreducirsesegúnel cuadro20. Posteriormente, la tensión de ensayose reducirá alnivel dela tensiónde extinciónprescrita, quese mantendráduranteun mínimode 30 s.
- 62. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 61 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. La intensidad parcial de descarga se medirá durante este tiempo. Se recomienda que la reducción del pretensadoa la tensiónde prueba se realiceduranteaproximadamente 10 s. Se consideraráqueeltransformadorcumplelos requisitossilaintensidaddedescargaparcialmedidaalnivel de tensión de extinciónprescrito es igual o inferior a 10 pC para los transformadores llenos de aceite o gas, y a 50 pC para los sistemas deaislamientode tiposeco.13 Para los transformadores de corriente, la tensión de prueba se aplicará a H1 y H2. Todos los terminales secundarios y la baseestarán conectados a tierra. En el caso de los transformadoresde tensión de líneaa línea, la descarga parcial se medirá para cada unade las conexiones siguientes: a) La tensión deprueba seaplicaráa H1. H2, un extremode cada bobinado secundario, y la base estará conectada a tierra. b) La tensión deprueba seaplicaráa H2. H1, un extremode cada bobinado secundario, y la base estará conectada a tierra. Para los transformadores de tensión de línea a tierra, la tensión de prueba se aplicará a H1. H2, un extremo de cada bobinado secundarioy la base estarán conectados a tierra. En el caso de las unidades combinadas que contenganun transformador de tensióny corriente, las tensiones de ensayode pretensadoy de extinción prescritas se basarán en las directrices establecidas a continuación para los transformadoresde tensión. Las conexionespara las unidades combinadas debenrealizarsecon la tensiónaplicadaaH1y H2 conlosterminalessecundariosdeltransformadordecorrienteconectadosatierra, un secundariodel transformador de tensiónconectadoa tierra y la baseconectadaa tierra. Se realizará un ensayo de descarga parcial una vez finalizados todos los ensayos dieléctricos; Sin embargo, la prueba de descarga parcial se puede realizar mientras se disminuye el voltaje después de la prueba de voltajeinducidoo aplicado. Si el nivel de DP medido supera los límitespermitidos, se realizará un ensayo separadoque prevalecerá. Cuadro 21. Tensiones de ensayo de descarga parcial Tensión nominal del sistema (kV, rms) Sistema máximo voltaje (kV, rms) Tensión de pretensado (kV, rms) Tensión de extinción prescrita (kV, rms) 115 123 185 107 138 145 220 126 161 170 260 147 230 245 315bis 212 370 Prueba de rutina b Prueba de tipo Prueba de rutina b Prueba de tipo 345 362 410 510A 300 362 13 Se recomienda registrar el voltaje de extinción de descarga parcialmedido realmente.
- 63. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 62 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 460 575 500 550 545 680A 435 550 665 830 765 800 780 975 665 800 a Los valoresmostradoscorresponden a losnivelesde aislamiento reducidosen referencia a la Tabla 2. b La norma reconoce las dificultades de la medición de descarga parcial a estos niveles de tensión en los entornos industriales con alto nivel de ruido. El problema se agrava si los laboratorios de pruebas son de tamaño insuficiente y se requieren laboratorios de voltaje extra alto de clase mundial.Por lo tanto,para los transformadoresde estasclasificaciones de voltaje,los voltajesde extinción prescritos se reducen a 1.5 veces los voltajes nominales, que se consideran aún aceptables ya que el factor de falla a tierra para un sistema conectado a tierra o efectivamente conectado a tierra no excede 1.4. 8.6.1 Medición de descargas parciales para transformadores de tensión para una tensión nominal del sistema igual o inferior a 72 kV Para los transformadores de tensión, los requisitos sonlos siguientes: a) El voltajede pretensado se expresa en la siguientefórmula. Tensión de pretensión= (tensión nominalprimaria) × 1,8 b) El voltajede extinción prescrito se expresa en la fórmula a continuación. Tensión de extinción prescrita= (tensión nominal primaria) × 1,2 Para los transformadores del Grupo 1 con clasificaciones de sobretensión extendida, el multiplicador 1.2 indicado anteriormentepuedecambiarse poracuerdoentre el clientey el fabricante. Ejemplo de transformador de voltajede línea a línea: Tensión nominal del sistema= 15 kV Tensión nominal primaria= 14,4 kV Tensión de pretensado= 14,4 × 1,8 = 25,92 kV Tensión de extinción prescrita= 14,4 × 1,2 = 17,28 kV Ejemplo de transformador de voltajede línea a tierra: Tensión nominal del sistema= 15 kV Detalle = 7200/ 12470GY Tensión nominal primaria= 7,2 kV Tensión de pretensado= 7,2 × 1,8 = 12,96 kV Tensión de extinción prescrita= 7,2 × 1,2 = 8,64 kV
- 64. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 63 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 8.6.2 Medición de descargas parciales para transformadores de corriente para una tensión nominal del sistema igual o inferior a 72 kV Para los transformadores de corriente los requisitos son los siguientes: a) El voltajede pretensado se expresa en la siguientefórmula Tensión de pretensión= (tensión nominaldel sistema) × 1,8 b) El voltajede extinción prescrito se expresa en la siguientefórmula Tensión de extinción prescrita= (tensión nominal del sistema/ √3) × 1,2 Ejemplo de transformador de corrientede media tensión: Tensión nominal del sistema= 15 kV Tensión de pretensado= 15 × 1,8 = 27 kV Tensión de extinción prescrita= (15 / √3) × 1,2 = 10,4 kV 9. Procedimientos de ensayo aplicables a los transformadores de corriente 9.1 Medición y cálculos de la relación y el ángulo de fase 9.1.1 Cálculos de precisión para transformadores de corriente Para los transformadores de corriente que tienen núcleos de anillo sustancialmente continuos, devanados secundarios distribuidos uniformemente y que tienen un conductor primario ubicado en el centro o un devanado primario distribuido uniformemente, los valores de relación, error de relación y ángulo de fase puedenobtenersemediantecálculo(cálculo)apartirdelascaracterísticasdeexcitaciónsecundariaobtenidas a la frecuencianominal. Aunque la siguiente pruebaindirectadarálugara resultados cercanosa los resultadosobtenidosen la prueba directa, las pruebas de precisiónrutinarias para los transformadores de corriente de medición se realizarán siempre como una pruebadirecta. Por otro lado, el métodoalternativo esadecuadoparamediciones in situy para finesde monitoreo. Para transformadores de corrientecon flujosde fuga insignificantes, el circuitoequivalente que se muestra en la Figura 19 y el diagrama vectorial quese muestraen la Figura20 sonadecuadosparaloscálculos. Cabe señalarque el métodoalternativo (indirecto)nunca considera la influencia de los flujos parásitos que entran en el núcleo desde losconductores adyacentes.
- 65. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 64 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Figura 19 —Circuito equivalente simplificado del transformador de corriente Las siguientes definiciones se aplican a la figura 19: Ns es el secundario enciende el transformador de corriente Np es el primario enciendeel transformador de corriente Rs es la resistencia del transformador secundario Rb es la resistencia de la carga secundaria Xb es la reactancia de la carga secundaria Ip es la corriente primaria Is es la corriente secundaria Yoy es la corriente emocionante Yosoy es la corriente demagnetización Ia es la corriente asociada conla pérdida (ocomponenteactivo) Xm es el componente reactivo de la impedancia de magnetización Rm es el componente resistivo dela impedancia de magnetización Ep es el voltaje primario
- 66. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 65 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Eo es voltaje inducidoen circuitode magnetización Es es el voltaje delterminal secundario Suponiendo que los componentes eléctricos y magnéticos del transformador y la carga son lineales, y la corrienteprimaria es sinusoidal, entonces el rendimiento deestetransformador se puede ilustrar medianteel siguientediagramavectorial. Figura 20 —Diagrama vectorial de la figura 19 En la figura 20, IS representala corriente secundaria. Fluyea través de la impedancia secundariatotal ZΣ del devanadosecundario y la carga que determina la magnitud y dirección de la tensión inducida EO y del flujo Φ que es perpendicular al vector de tensión. Este flujo es mantenido por la corriente excitante Ie, que tiene un componente magnetizante Im paralelo al flujo Φ, y un componente de pérdida (o activo) Iun paralelo al voltaje. La suma vectorial de la corriente secundaria I S y la corriente excitante I e es el vector I'P que representa la corriente primaria IP dividida por la relación de vueltas (número de vueltas secundarias al número de vueltasprimarias). Paraun transformadordecorrienteconunarelacióndevueltasigualalarelacióndetransformaciónnominal, ladiferenciaenlaslongitudesdelosvectoresIS e I'P, relacionadaconlalongituddeI'P, esel errorderelación de corriente(RE), y la diferenciaangular β es un ángulo defase(PA).
- 67. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 66 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 9.1.2 Cálculo del rendimiento del transformador de corriente a partir de las características de excitación secundaria y circuitos equivalentes14 9.1.2.1 Determinación de la relación de vueltas del transformador de corriente Se inyecta un voltajesustancialmente sinusoidalES entre los terminalessecundarios X1 y X2 de la TC. Se mide el voltaje EP a través de los terminales H1 y H2, y la corriente excitante Ie. El valor de E S debe seleccionarseparaobtenertensionesmediblesenambosdevanados,peronodebeexcederlatensióndelpunto de rodilla EK. La relación de vueltas puede determinarsea partir de la relación: NS YO = (9) N P EP Dónde NS Se enciendeel devanadosecundario NP Se enciendeel devanadoprimario yO es(E S – Ie×RS) RS es la resistencia del devanadosecundario a 75 °C En el caso de las TC de tipo ventana, debe establecerse un devanado primario artificial. Si se instalan en equipos, se tendrá en cuenta enqué consisteel devanado primarioartificial utilizadoen esteensayo. 9.1.2.2 Cálculo del error de relación del transformador de corriente y del ángulo de fase Determine el voltajesecundario operativo equivalente ET a la corrientesecundaria deseada IS (es decir, 5 A, 0.5 A, o algún otro puntode interés) y carga ET = I S ×ZS (10) Dónde 22 Z S = (R S + R B ) +XB (11) R B es el componente de resistenciade la carga secundariaX B es el componentereactivode la carga secundaria Inyectar latensiónsustancialmente sinusoidal ET entre losterminalessecundarios X1 y X2 de la TC. Se mide la corriente excitante secundariaIe . Empleandofórmulas fundamentales parael transformador de corriente(verHarris [B9]), el rendimiento de precisiónproduce: 14 Consulte 8.2.3 para obtenerinformación adicional.
- 68. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 67 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Yoy Error de razón (RE) = ×sin(φ+θ) (12) IS Yoy Ángulo de fase (PA) = ×cos(φ+θ) (13) IS Dónde Φ es el ángulo entre la impedancia Z Σ y la resistencia R Σ = (R S + RB) θ es el ángulo entre la potencia aparente VA y la potencia activa W 9.1.2.3 Cálculo del error compuesto del transformador de corriente A partir de la ecuación(10) determineel voltaje secundariooperacionalequivalenteET a alguna corriente secundaria deseada IS (corriente nominal , 20 veces la corriente nominal o algún otropunto de interés) y la carga. Inyectar la tensión sustancialmentesinusoidal ET entre los terminales secundarios X1 y X2 de la TC. Se mide la corriente excitantesecundaria Ie. Iy El porcentaje deerror compuesto= × 100 % (14) I S 9.1.3 Aplicación de métodos de cálculo a transformadores de corriente de precisión de relé de tipo C Dado que lostransformadores decorrientede tipo T tienenun flujode fugaapreciable que ingresa al núcleo, no pueden ser representados adecuadamente por un circuito equivalente. Este tipo de transformador de corrientenoseprestaacálculossimplesyprecisos.Porlotanto,estoscálculossonaplicablesprincipalmente a los tipos C, es decir, transformadoresde corriente detipobujeparael serviciode retransmisión. Dado que estos transformadoresson generalmentemultirelación, la forma más útil en la que se puedendar las características de excitación secundaria del transformador es una familia de curvas similares a la Figura 1 que muestrael voltajede excitacióny las corrientesen la base de girosdel devanado secundario para cada relación. Estas curvas se determinannormalmente a partir de datos de ensayo tomados en unaunidad típica de un diseñodado medianteel métodocontemplado en el punto 8.2.3. 9.2 Desmagnetización A continuaciónse presentandos métodosparadesmagnetizar transformadores de corriente: a) Método 1. Conecte el transformador de corriente en el circuito de prueba como se muestra en la Tabla 21. Aplique suficiente corriente al devanado de giro alto (generalmente X1−X2) para saturar el núcleo del transformador según lo determinado por las lecturas del amperímetro y el voltímetro; Luego reduzcalentamente la corrientea cero. No se superará la corriente secundaria nominal del transformador.
- 69. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 68 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Figura 21 —Método 1: Circuito para desmagnetizar transformadores de corriente b) Método 2. Conecteel transformador decorrienteen el circuito deprueba como semuestraen la Figura 22.Paselacorrientenominalatravésdeldevanadodebajarotación(generalmenteH1-H2).Aumente laresistenciaRenelcircuitodebobinadodealtarotación(generalmenteX1−X2)hastaqueelnúcleo del transformador esté saturado y luego reduzca lentamente la resistencia a cero y desconecte la fuente de corriente. La saturación del núcleo se indica mediante una reducción de la corrienteen el circuitode bobinadode altavuelta. Figura 22 —Método 2: Circuito paradesmagnetizartransformadores de corriente ADVERTENCIA Se utilizará una resistenciacontinuamentevariableparaevitarabrir el circuitode bobinadode altarotación cuandose cambien los valores de resistencia, ya que, a medidaque aumentala resistencia, la tensióna través de la resistenciase acercaráal valor peligroso de circuito abierto.
- 70. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 69 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 9.3 Mediciones de impedancia 9.3.1 Mediciones de la impedancia de cortocircuito del transformador de corriente La impedanciadecortocircuitomedidadeuntransformadordecorrienteeslasumadelaimpedanciaprimaria y secundaria. Dado que la impedancia secundaria no puede determinarse únicamente a partir de esta información, los datos obtenidos son de poco valor en el cálculo de las características de la relación y el ángulo de fase. Sin embargo, es valiosoparadeterminar la carga impuestaa los transformadores principales por los transformadoresauxiliares. Excepto por lacorriente, las cantidadesmedidasal realizar mediciones deimpedancia entransformadoresde corrienteson extremadamente pequeñas y se debetener muchocuidadopara obtener resultados precisos. A efectos de las mediciones de impedancia, los transformadores de corriente se pueden dividir en los siguientes tres tipos, de acuerdo con susdetallesfísicos: a) Tipo 1: Tipo Bushing, tipo ventana o tipo barra, con giros biendistribuidosalrededor del núcleo. En los transformadoresde corrientede estetipo, la reactancia defuga es extremadamentepequeña y la impedancia puede considerarsecomola resistenciade todo el devanado o la partea utilizar si está bien distribuida. Se debe consultar al fabricante si no se conoce la distribucióndel devanado. b) Tipo 2: Tipo de bobinado en el que los terminalesde alta corriente(primarios) estánen extremos opuestosdeltransformador. Los transformadoresde este tipodebenserexcitados desdeel devanado de alta corriente con el devanado de baja corriente cortocircuitado, porque un cortocircuito en el devanado de alta corriente introducirá un error apreciable en la medición debido a la impedancia adicional de las conexiones de cortocircuito. Se recomienda utilizar el método del medidor de tresvoltios, tal comose describe en 10.2.1, para la mediciónde la impedanciaen estetipode transformador. c) Tipo 3: Tipo de bobinaen la quelos cables dealtacorriente (primarios) sesacanparalelosentre sí a través de un solo buje. Los transformadores de corrientede este tipo pueden ser excitadosdesde el devanadode altacorriente o de baja corrientecon el otro devanado cortocircuitado. El método de tres voltímetros o el método de vatímetro, voltímetro y amperímetro se puedenusar para mediciones de impedancia en transformadores de este tipo, dependiendo de qué bobinadose excite. 9.4 Polaridad 9.4.1 Comparación con un transformador de polaridad conocida Para determinar la polaridadde los transformadoresde corriente mediante este método, haga lo siguiente: a) Conecte lostransformadores como se muestra en la figura 23. b) Energize el circuitodesdeuna fuente de corriente controladapara que la corrientede pruebafluya en los devanados H1-H2como se muestra enla Figura 23.
- 71. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 70 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. c) Si el amperímetro lee la suma de las corrientes en los devanados de alta vuelta, la polaridad del transformador desconocido se invierte. Si el amperímetro lee la diferencia de corrientes en los devanadosde alta vuelta, la polaridad deltransformador desconocidoes la marcada. Figura 23 —Polaridadencomparacióncontransformador de corrientede polaridadconocida 10. Procedimientos de ensayo aplicables a los transformadores de tensión 10.1 Medición y cálculos de la relación y el ángulo de fase 10.1.1 Cálculos de precisión para transformadores de tensión Hay varios métodos disponibles para calcular la precisión de los transformadores de voltaje a diferentes cargas.Estosmétodos,queutilizanimpedanciasdebobinadoycaracterísticasdeexcitacióndelnúcleo,están sujetos a algunaslimitaciones y dan resultados conmenos precisiónque aquellosmétodos queempleanuna combinaciónde prueba y cálculo. Estos últimos métodos, utilizandovalores medidosde relaciónreal y ángulode fase a carga ceroy otracarga dentrodelaclasificacióndecargaestándarmáximadeltransformador,producenresultadosconunaltogrado de precisión. Esto es posible porquetanto la relacióncomoel ángulode fasede un transformador de voltaje danlíneasprácticamenterectascuandosetrazancontra lacorrientesecundariaaunvoltaje,factordepotencia y frecuencia dados. 10.1.2 Cálculo de la relación del transformador de tensión y del ángulo de fase a partir de datos conocidos de cero y carga nominal En este método, la relaciónreal y el ángulo de fase de un transformador de voltaje se conocentanto a carga cero como a otra carga, ya sea una carga estándarnominal o, más convenientemente, una carga resistivao capacitivapura,paraunvoltajeyfrecuenciadados.Alamismatensiónyfrecuencia,laprecisióndecualquier otra carga y factor de potenciapuedecalcularse a partir de lassiguientes ecuaciones:15 15 Estas ecuacionesson aproximaciones.Aunque producen resultadosprecisospara muchoscasos,elusuario debe ser consciente de que para cargas grandes (por ejemplo, Z o ZZ), se pueden introducir errores intolerables a menos que los voltios-amperios de la carga conocida sean igualeso grises.más que los de la carga desconocida,y losvalorespara lascargasconocidasy cero se miden con precisión. Este problema se minimiza para todos los casos si la magnitud de la carga conocida se hace nominalmente igual a la magnitud d e la carga nominalde lae transformadorbajo prueba.
- 72. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 71 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Bo es la carga cero parala que se conocen RCFy θ Bt es la carga para la que se conocen RCFy θ Bc es la carga para la que deben calcularse RCFy θ it es el ángulo del factorde potencia de la carga Bt (en radianes) ic es el ángulo del factorde potencia de la carga Bc (en radianes) NOTA 1: θ t y θc son ángulos positivos para los factoresde potencia rezagados. RCF o es el factor decorrección deltransformador para la carga Bo RCF t es el factor de correccióndel transformador para la carga B t RCF c es el factor de correccióndel transformador para la carga B c γ o es el ángulo de fase deltransformador para la carga B o [en radianes] γ t es el ángulo de fase del transformador parala carga B t [en radianes] γ c es el ángulo de fase del transformadorpara la carga B c [en radianes] NOTA 2: γ se considera positivo cuando el voltaje secundario conduce el voltaje primario. RCFd = RCFt −RCFo (15) que es igual a la diferencia entrelosfactoresde corrección dela relacióndeltransformadorparalascargas B t y Bo γ =γ −γdto (16) que es igual a la diferenciaentre losángulosde fasedel transformadorcargas Bt y Bo, en radianes Bc RCFc = RCFo + ×[RCFd ×cos(θ −θ +tc ) γ ×dsin(θ −θtc )] (17) Bt Bc γ =γ +c o × γ ×[d cos(θ −θ −t c ) RCF d ×sin( θ −θ t c )] [en radianes] (18) B t NOTA 3— Multiplicar radianes por 1000 para obtener miliradianes(mrad). Si desea minutos, multiplíquelos por 3438. NOTA 4— Estas ecuaciones proporcionan una determinación analítica de la precisión del transformador de voltaje. Aunque son largos, se puede escribir una computadora simple o un programa de calculadora programable para realizar los cálculos necesarios de manera rápida y precisa. Además, se ha demostrado que las soluciones gráficas de estas ecuacionespormedio de papelde coordenadaspolaresa escala especialy un transportadorson lo suficientementeprecisas para la mayoría de las aplicacionesde medición de ingresos. Las ecuaciones para RCF c y γ c anteriores se reducen a la siguiente forma más simple en el caso en que se sabe que la cargaparaRCFy γ está en el factorde potencia unitario.
- 73. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 72 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. B Bt Dónde Bt es la carga del factor de potencia unitaria γd está en radianes Para cargas queno excedanla carga parala cual se conocenlos RCFy γ, los cálculosanteriores producirán la misma precisión que se obtendría de las pruebas reales a la carga desconocida. Cuando los cálculos se utilizanpara determinarel rendimientoconcargas mayores, se obtendráuna precisión menor. Se deben teneren cuenta losefectos del aumento del calentamiento debidoa las cargasmás pesadas. 10.2 Mediciones de impedancia 10.2.1 Mediciones de la impedancia de cortocircuito del transformador de tensión Los transformadoresde voltaje operana altasdensidades deflujomagnéticoen servicionormal. Aunquelas medicionesdeimpedanciadecortocircuitoserealizannecesariamenteabajasdensidadesdeflujomagnético, los componentesde impedancia así obtenidos son valiososparael cálculode la relacióndeltransformador y el ángulo de fase. Las característicasde cortocircuito tambiénson valiosas enla selección de fusibles. La impedancia de cortocircuito se puede medir porel método del vatímetro, voltímetro, amperímetro. El método wattmeter, voltmeter, amperímetrose muestra enla Figura 24. Los valoresmedidos se corregirán para tener en cuentala carga del instrumento, si se utilizan el vatímetroanalógicoy el voltímetro con baja impedancia de entrada. RCFc = RCFo + c ×[RCFd ×cos(θ −c ) γ ×dsin(θc)] Bt (19) B c γ =γ +c o × γ ×[ d cos(θ +c ) RCFd ×sin(θ c ) ] [en radianes] (20)
- 74. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 73 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. NOTA: se recomienda que el devanado de bajo voltaje se excite y el devanado de alto voltaje se cortocircuite Figura 24 —Circuitopara medirimpedancia:vatímetro, voltímetro, amperímetro 10.3 Polaridad 10.3.1 Comparación con un transformador de polaridad conocida Para determinar la polaridadde los transformadoresde voltaje utilizandoeste método, haga lo siguiente: a) Conecte los devanados de alta rotación de los dos transformadores en paralelo, como se muestraen la Figura 25, conectando H1 del transformador conocido a H1 del transformador desconocido y H2 del transformador conocidoa H2 del transformadordesconocido. b) Conecte los devanados de baja rotación a través de un voltímetro, como se muestra en la Figura 25 conectando X1 del transformador conocido a X1 del transformador desconocido y X2 del transformador conocido a un terminal del voltímetro y X2 del transformador desconocido al otro terminal del voltímetro. c) Energize el circuito enlos terminales H1−H2 desde unafuente de voltajecontrolada de 60 Hz. d) Si el voltímetro lee cero, la polaridad del transformador desconocido es la marcada. Si el voltímetro lee la suma de los voltajes de los devanados de baja vuelta, la polaridad del transformador desconocidose invierte. ADVERTENCIA Los altos voltajes estaránpresentesen los terminalesde altovoltaje de ambostransformadores. Se deben tomar precauciones de seguridad.
- 75. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 74 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Figura 25 —Polaridadencomparacióncontransformador de tensiónde la misma relacióny polaridadconocida 11. Procedimientos de ensayo de tipo aplicables a los transformadores de medida 11.1 Características de la reducción del tiempo 11.1.1 Pruebas de clasificación mecánica de corta duración El ensayo parademostrar la corriente mecánica nominal de corto plazo de un transformador de corriente se realizará sometiendo el transformador de corriente, con el devanado secundario cortocircuitado; a una corrientede cortocircuitototalmenteasimétrica de una duración de al menos seis ciclos. La magnitud de la primera corriente de pico asimétrica será 2,7 veces la corriente nominal térmica de corta duración, y los demáspicosdisminuiránenmagnitud.Estapruebapodrácombinarseconlapruebatérmicadecortaduración, siempre que el primer pico satisfaga la clasificación mecánica y los valores máximos restantes no sean inferiores a la potenciatérmicadurante la duraciónde la prueba. El ensayopara demostrarla capacidad mecánica decortocircuitode un transformadorde tensiónse realizará con tensiónnominal mantenidaen el primariodurante1 s con los terminalessecundarios cortocircuitados. El ensayo se realizará con los devanados secundarios en paralelo si hay varios devanados secundarios y cortocircuitandolosgrifosquedenlugaralacorrientemásalta.Comoalternativa,lapruebapodríarealizarse cortocircuitandoel devanadoprimario y aplicando el voltajesecundarionominal durante1 s. El ensayose realizarácon los devanados secundariosen paraleloy aplicandola tensiónentrelos grifos que produzcala corrientemás alta. 11.1.2 Cálculos térmicos de reducción del tiempo El cálculo del aumento de temperatura de un devanado en condiciones de corto tiempo se basa en la suposiciónde que el calentamientoes adiabático, es decir, que toda la energía desarrolladaen el devanado duranteel períododel cortocircuito(5 s o menos) se almacena como caloren el devanado. También se supone que la temperatura de arranque del devanado cuando se produce el cortocircuito es la temperatura máxima del punto más caliente del devanado a 30 °C de temperatura ambiente bajo carga
- 76. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 75 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. continua a (1) la corriente nominal continua para un transformador de corriente o (2) la carga estándar nominalmáximayel110%delatensiónnominalparauntransformadordetensión.Cuandoestatemperatura del devanado del punto más caliente no se establezca mediante ensayo, se utilizarán los límites del aumento de la temperatura delpuntomás caliente(especificados en el cuadro4) para30 °C ambiente. La temperaturamáximacalculadaalcanzada por el devanadoduranteel cortocircuito no superarálos límites especificados en el punto 6.6.2 para un transformador de corriente o en la cláusula 7 para un transformador de tensión. La ecuacióngeneral de la temperaturadel devanado en condicionesde cortocircuitose expresay utilizamás convenientemente como la densidad de corriente que producirá la temperatura máxima permitida en el devanadoen las condicionesespecificadasanteriormente. Así (21) I es la corriente de cortocircuito, en amperios A es la sección transversal delconductor en centímetros cuadrados C es la capacitancia térmica promedio por unidad de volumen, en vatiossegundos/(grados Celsius × centímetros cúbicos) ρ 20 es la resistencia específica a 20 °C en ohmios-cm t es la duracióndel cortocircuito, en segundos T es igual a 234.5 °C para el cobre es iguala 225 °C para el aluminioEC θs es la temperatura inicial, en grados Celsius θm es la temperatura máxima, en grados Celsius K es la relación entre toda la pérdida de conductor parásito y la pérdida de DC I2R del devanado a la temperatura inicial, θs ln es el logaritmo natural Esta ecuación general puede simplificarse para la mayoría de las aplicaciones prácticas, ya que las clasificacionestérmicasde corto tiempose basan en una duración de cortocircuitode 1 s, y a excepción de las grandes barras primarias del transformador de corriente, K suele serinsignificante. Para el cobre (100% SIGC): ρ 20 = 1.725 × 10-6 Ω cm C = 3,575 Ws/(°C × cm3) T = 234,5 °C y, para las condiciones anteriores, 2 m s 20 T K T Y o C (T 20) E n 2 K t 1 U n +i + +i + × = × ×P× + Dónde
- 77. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 76 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. I 234.5+θm 2 A A =16240× ln 234.5+θs cm2 (22) Para el aluminio(CE, 62% IACS): ρ 20 = 2.781 × 10-6 Ω cm C = 2,630 Ws/(°C × cm3) T = 225 °C y, para las condiciones anteriores, I 225+θm 2 A A =10760× ln 225+θs cm2 (23) Si θ m se toma como 250 °C para el cobre y como 200 °C para el aluminio EC (véase 6.6.2), y si θs se toma como 95 °C para los tiposde subidade 55 °C, 110 °C para los tipos de subidade 65 °C y 140 °C para los tipos de subidade 80 °C (véaseel cuadro4), entonces: Para el cobre: I/A = 14 260 A/cm2 paratipos de subidade 55 °C I/A = 13 420 A/cm2 paratipos de subidaa 65 °C I/A = 11 660 A/cm2 paratipos de aumentode 80 °C Para el aluminio: I/A = 8110 A/cm2 para tiposde subida a 55 °C I/A = 7430 A/cm2 para tiposde subida a 65 °C I/A = 5940 A/cm2 para tiposde subida de 80 °C 11.2 Pruebas de aumento de temperatura 11.2.1 Generalidades Todos los ensayos deaumento detemperatura se realizaránen lascondiciones normales delmedio o método de enfriamiento.
- 78. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 77 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Todos los ensayos de aumento de temperatura se realizarán con el transformador sometido a ensayo en la orientacióny en lascondicionespara lasqueestádiseñadoparafuncionar. Si el transformadorestádiseñado para su uso en cualquiera de variasorientaciones, o bajo variascondicionesposibles, la prueba se realizará en la orientacióny condición que se espera que resulteen el mayor aumento de temperatura. El transformador se montará normalmente. Montadode manera normal se interpretará en el sentido deque la disipación de calor debida a la conduccióny la radiación no debe verse sustancialmente influenciadapor una transferencia de calor anormal hacia o desde los objetos circundantes. Los transformadores deben estar completamente ensamblados con acabado normal, y si están llenos de aceite, deben llenarse al nivel recomendado. Losensayosdeaumentodetemperaturaserealizaránenunazonaconunavelocidaddelvientoigualoinferior a 0,5 m/s. Se considerará que el diseño cumplelos requisitos del punto 4.6 si el aumento de temperatura se ajusta al cuadro4 y el aumentode la temperatura terminal se ajusta al cuadro5. 11.2.2 Temperaturaambiente o del aire de refrigeración La temperaturaambiente será la temperatura del airequerodea el transformadorsometido a ensayo. La temperatura ambiente no será inferior a 10 °C ni superior a 40 °C durante un ensayo de aumento de temperatura. El método preferido paramedir la temperaturaambiente es utilizarun transformador idéntico ideal, o uno que tenga característicassimilaresde tiempo térmico, y medir la temperaturapor el método de resistencia. El transformador de ralentí estarásituado de forma que responda a los cambios de temperatura ambientede la misma manera queel transformador sometidoa ensayo(véase 8.4.3). Cuando no se disponga de untransformador idéntico, la temperaturadel aire derefrigeraciónse determinará a partir de la media de las lecturas de varios termómetros o termopares (uno podrá utilizarse para transformadores pequeños) colocados alrededor y aproximadamente al mismo nivel que el centro de la superficiemáximadedisipaciónverticaldecalordeltransformador,aunadistanciahorizontaladecuadapara evitar que el transformador sometidoa ensayoinfluyaen laslecturas (1 m a 2 m es generalmente suficiente). Para reducir al mínimo loserrores debidos al desfase temporal entrela temperaturade lostransformadores y las variaciones de la temperatura ambiente, los termopares, o termómetros, se colocarán en recipientes adecuados y tendrán proporciones tales que requieran no menos de 2 h para que la temperatura indicada dentro del contenedorcambie6.3 °C si se colocan repentinamenteen aire que tieneuna temperatura10 °C más alta, o más bajo, que la temperaturaindicada en estadoestacionarioanterior dentro del contenedor. Cuando la temperaturaambiente, basadaen las lecturasmedias de los termómetros o termopares duranteun períodode observación, no sea de 30 °C, las pérdidasdel devanado no seránlas mismas quelos valores que se habrían obtenidoa 30 °C en condicionesambientales. Si los valores deaumento detemperatura obtenidos seaproximanalosvaloreslímiteparaelaislamientoutilizadoeneltransformador,seaplicaráunacorrección a la parte del aumentode temperatura debidaa las pérdidasdel devanado. El aumento de temperatura corregido para los transformadores de corriente se obtendrá multiplicando el aumento total de temperatura medido por el factor aplicable [como se muestra en la ecuación (24) y la ecuación(25)].
- 79. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 78 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 264.5 El factor para losdevanados de cobre es iguala 234,5+θa (24) 255 El factor para losdevanados de aluminioEC es igual a (25) 225+θa donde θa es la temperatura ambienteal término del ensayo de aumentode temperatura El aumento de temperatura de los transformadores de voltaje depende tanto de las pérdidas del devanado comodelaspérdidasdelnúcleo.Sololapartedelaumentodetemperaturadebidoalaspérdidasdeldevanado se ve afectada por la temperaturaambiente, ya que laspérdidasdel núcleonocambian apreciablemente enel rango de temperatura en el que normalmenteoperan lostransformadores deinstrumento. La parte del aumento de temperatura debida a las pérdidas del devanado se corregirá utilizando el factor aplicable cubierto anteriormente. Para obtener la parte del aumento de temperatura debida a pérdidas del devanado, se realizaráun ensayo de aumento de temperatura con el devanado secundario del transformador de tensión en circuito abierto y los valores obtenidos restarán de los valores de aumento de temperatura obtenidos en la condición correspondienteespecificada en el punto13.2. 11.2.3 Mediciones del aumento de temperatura Se tomarán disposiciones para medir la temperaturasuperficial de todas las partes metálicas que rodean o adyacentesa los cableso terminalesde salidaquetransportangrandescorrientes. Cuando sea posible, la temperatura superior del líquido de los transformadores llenos de aceite se medirá mediante un termopar o termómetro de alcohol sumergido aproximadamente a 5 cm por debajo de la superficie superior del líquido. Las bombillas del termómetrode alcohol u otrosmedios de lectura de temperatura utilizados para tomarlas temperaturasde las superficies del transformadoren el aire estaráncubiertaspor pequeñas almohadillas de fieltro, o equivalentes, cementadas al transformador. Si se utilizan termopares, los cables deberán estar dispuestos demanera que no se conduzca un calor excesivo hacia o desdela unión. El aumentode temperaturamediofinal de los devanados se determinará mediante el métodode resistencia siempre quesea posible. Para evitar errores debidos al tiempo necesario para que la corriente del puente sea constante, el tiempo necesariose determinará durante la mediciónde la temperaturade referencia de la resistencia del devanado. Se concederáun tiempo igual o ligeramentesuperior al efectuar mediciones de la temperaturafinal y de la velocidad de refrigeración. Las mediciones del aumento de temperatura por el método de resistencia no incluiránlas resistencias de contacto. Esto se puedelograrmediante el usode un método de cuatro hilos. El aumentode temperatura se consideraráconstante cuando todaslas temperaturas quepuedanmedirse sin paradaa intervalosno inferioresa 30 minutos presententres lecturasconsecutivasa 1 °C. Los ensayos de aumentode temperatura nose realizarán por ningúnmétodoquerequiera cortarla alimentacióndurantemás de 2 minutos en 2 horas para establecerque se ha alcanzadouna temperaturaconstante.
- 80. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 79 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 11.2.4 Determinación de la temperatura del devanado en el momento de la parada Se haráunacorrecciónparaelenfriamientoqueseproducedesdeelmomentoenquesecortalaalimentación hasta el momento en que se midela resistencia al calor. El método recomendado para determinar la temperatura deldevanadoen el momento dela paradaconsistirá en medir la resistencia de los devanados, a medida que el transformador se enfría, inmediatamente después delapagadoyextrapolándoloalmomentodelaparada.Seefectuaránalmenoscuatromedicionesaintervalos no superioresa 3 minutosni inferiores al tiempo necesario paraquela corrientede medición seestabilice. Si lacorrientenosuperael15%delacorrientenominaldeldevanado,puedemantenersedurantetodoelperíodo. 11.2.5 Determinación de la temperatura media por el método de resistencia La temperaturamediade un devanadose determinará mediante la ecuación (26)o la ecuación (27). Rt θ =t ×(T +θo ) −T (26) R el R t −R o θ =t ×(T +θ o) +θ o (27) R o Dónde T es para cobre igual a 234.5 T es para aluminioEC igual a 225 it es la temperatura en gradoscentígradoscorrespondiente a la resistenciadel devanado en el momento del apagado io es la temperatura en gradoscentígradoscorrespondiente a la resistenciade referencia deldevanado Rt es la resistencia del bobinadoen el momento del apagado Ro es la resistencia de referenciadel bobinado El equipo de mediciónde la resistencia de CC tendrá una resolución mínima de tres dígitos significativos después delprimer dígitosignificativo. 11.2.6 Determinación del aumento de temperatura a partir de mediciones de temperatura El aumento de temperatura es la temperatura total corregida menos la temperatura ambiente en el momento en que se realizaron las observaciones. 11.2.7 Corrección del aumento de temperatura observado para la variación de altitud Cuando los ensayos se efectúen a una altitud no superior a 1000 m sobre el nivel del mar, no se aplicará ninguna correcciónde altitud al aumento de la temperatura. Cuando los ensayos se efectúen a una altitud superior a 1000 m sobre el nivel del mar, el aumento de la temperatura se corregirá a condicionesde 30 °C medianteel método siguiente:
- 81. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 80 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. h −1000 θ =θ × −rm 10.005× 100 (28) Dónde θr es el aumento detemperaturaconcondiciones estándar θm es el aumento detemperaturamedidocorregidoa las condicionesde 30 °C h es la altituden metros sobre el nivel del mar 11.3 Pruebas de impulso 11.3.1 Secuencia de prueba de impulsos Estaspruebasconsistenenaplicarenelsiguienteordenunaondacompletareducida,unaondallena,dosolas picadas y dos ondas llenas. 11.3.1.1 Onda a utilizar La onda quese utilizaráconsistirá enuna onda nominal de 1,2× 50μs. Cualquierade lasdos, perono ambas, se pueden usarondas positivas o negativas. Se recomiendanondasdepolaridadnegativapara aparatos llenos de aceitey de polaridad positivapara aparatosde tipo seco o de tipo compuesto, que se utilizarán a menos que se especifiquelo contrario. Se medirá la tensión y se escalaránlas trazas de forma de ondacomo se especificaen IEEE Std 4. 11.3.1.2 Ensayo de onda completa reducida Para este ensayo, la ondade tensión tendráun valor depicocomprendido entre el 50% y el 70 % del picode onda completa que figura en el cuadro 2. 11.3.1.3 Prueba de onda picada Para este ensayo, la onda de tensión aplicadase cortarámediante un espacio de aire adecuado. Tendrá un valor de picoy un tiempo de flashover de conformidadconel cuadro 2. Para evitar la recuperación de la resistencia del aislamiento si se ha producido unafalla durante un impulso anterior, el intervalo de tiempo entre la aplicación de la última ola cortada y la onda completa final debe minimizarse y, preferiblemente, no debeexcederlos 10 minutos. 11.3.1.4 Prueba de onda completa Para esta prueba, la onda de tensión tendrá un valor de pico de acuerdocon la Tabla 2, y no se producirá ningún flashover del transformador bajo prueba o brecha de prueba.
- 82. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 81 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. El intervalo de tiempo entrela aplicación de la última ola picada y la onda llena final se reducirá al mínimo para evitar la recuperación de la resistencia del aislamiento si se ha producido un fallo antes de la onda completafinal. Todos los impulsos aplicados a un transformador se registraránsi sus valores de pico superan el 40 % del pico del valor de ondacompletaque figura enel cuadro2. Cuando los informes requieran trazas de forma de onda, las de la primera onda llena reducida, la primera onda llena, las dos últimas ondas picadas y la última onda completa de tensión representarán un registrode las aplicacionesexitosas de la prueba deimpulsos al transformador. 11.3.1.5 Conexiones de transformador de corrientepara ensayo de impulsos La tensión de impulso se aplicará a todos los cables primarios simultáneamente con los devanados secundarios cortocircuitadosy conectados a tierra. 11.3.1.6 Conexiones de transformadores de tensión para ensayo de impulsos La tensión depruebaespecificadase aplicará a cadaterminalprimario. Al probar transformadores equipados con fusibles, los fusibles deben cortocircuitarse. Se aplicarán tensionesde ensayo al terminalde polaridad deldevanadodealtatensiónconelcableopuestoconectadoatierrayalterminaldenopolaridadconelcable de polaridad conectado a tierra. Un terminal del devanado sometidoa ensayose conectaráa tierra directamenteo a través de una pequeña resistenciasisevanarealizarmedicionesdecorriente.Unterminaldecadaunodelosotrosdevanadospuede conectarsea tierra directamente o a travésde una resistencia. Es deseablequeel voltajeen losterminales sin conexióna tierrade un devanadono sometidoa pruebano exceda el 80% del voltaje de ondacompletapara su clasificaciónBIL. En algunos casos, la inductancia del devanado es tan baja que la magnitudde voltaje deseada y la duración del punto del 50% en la cola de la onda no se puedenobtenercon el equipo disponible. Los devanados de baja inductancia se puedenprobar insertando una resistenciade no más de 500 Ω en el extremoconectado a tierra del devanado. En todos estos casos, se pueden utilizar ondas más cortas (para obtener información adicional, consulte10.3.1.1de IEEE Std C57.12.90). 11.3.1.7 Detección de fallos durante la prueba de impulsos Cualquier diferencia inexplicable entre la primera onda 100% llena y la onda completa final detectada superponiendo las dos trazas de forma de onda de voltaje, o cualquier diferencia observada al compararlas ondas picadas entre sí y con la onda completa hasta el momento del flashover, son indicios de falla. Las desviacionespueden sercausadas por condiciones en el circuito de pruebaexternoal transformadoro por dispositivos de proteccióny deben investigarsea fondo. Las burbujasde humoque seelevan a travésdellíquidoenel transformadorsonevidencia definitivade falla. Las burbujas claras pueden o no ser evidencia de problemas; Pueden deberse al aire atrapado. Deben investigarse repitiendo la prueba, o reprocesandoel transformador y repitiendo la pruebapara determinar si se ha producido una falla.
- 83. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 82 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Al hacerlapruebadeondapicada,lafalladelespaciodecorte,ocualquierparteexterna,enflashover,aunque las trazasdeformadeondade voltaje muestran unaondapicada, esunaindicacióndefinitiva deun flashover dentro del transformador o en el circuitode prueba. El ruidoinusualdentrodeltransformadorenelinstantedeaplicarelimpulsoesunaindicacióndeproblemas. Para transformadoresde medidaconaislamientograduadocapacitivo, la comparación detrazasde formade ondaactualesobligatoria.Cuandoseutilizaelmétododedeteccióndecorrientedetierra,semidelacorriente de impulso en el extremo conectado a tierra del devanado probado. Cualquier diferencia inexplicable detectadaalsuperponerlasdostrazasdeformadeondaactualdelasprimeraspruebasdeonda100%deonda completay última de onda completa puede ser una indicación de falla. Las desviaciones en las formas de onda de corriente también pueden ser causadas por condiciones en el circuito de prueba externo a los transformadores, o por dispositivos de protección incorporados, y deben investigarse a fondo. Es difícil proteger completamente el circuito de medición de la influencia del alto voltaje del generador de impulsos, y con frecuencia se recogen algunos voltajes parásitos que pueden producir un registro errático para los primeros 1 μs o 2 μs. Tales influencias, si ocurren al comienzo de la ola actual, deben ser ignoradas. El método de detecciónde corrientede tierrano es aplicable parasu uso con pruebas de ondapicada. 11.4 Medición de descarga parcial Las tensionesdepretensiónydeextinciónprescritasseajustaránalodispuestoenelcuadro21u8.6.2,según la tensiónnominal. Antes de la prueba, la configuración se calibrará para la medición de descarga parcial de 10 pC para transformadores de medida llenos de aceite o gas, y de 50 pC para transformadores de medida de tiposeco. El método de mediciónse ajustaráa la norma IEC 60270. El nivel de ruido de fondo se ajustará a la normaIEC 60270. Si es necesario,sepuedenusarelectrodosexternosparalosterminalesprimariosylatierradeltransformador. A medida que aumenta la tensión de prueba, se registrará la tensión a la que se detecta la intensidad de descarga parcial de 10 pC para transformadores de medida llenos de aceite o gas, y 50 pC para transformadores de medida de tiposeco (es decir, la tensión de inicio de descarga parcial). A continuación, se aumentará la tensión de ensayo hasta que alcance el nivel de tensión de pretensado, que se mantendrá durantetodo el tiempode conformidad con el cuadro 20. Posteriormente, la tensiónde ensayose reduciráal nivel de tensión de extinción prescritoy se mantendrá durante un período de 30 s dentro del cual se medirá la intensidad de descarga parcial. La tensión de extinción de descarga parcial real se registrará durante la reducción de la tensiónde pretensadoa la tensiónde extinción prescrita. 16 Si la intensidaddedescargaparcialexcedeellímitede10pCparatransformadoresdemedidallenosdeaceite o gas, y de 50 pC para transformadores de medida de tipo seco, la pruebapuedeextenderse, a discreción del fabricante, hasta10 minutosal nivel de tensiónde extinción prescrito. El ensayofinalizará si la intensidad dedescargaparcialmedidahadisminuidoamenosoiguala10pC paralostransformadoresdemedidallenos de aceite o gas, y a 50 pC para los transformadoresde medidade tiposeco. Se considerará que el dibujo o modelo cumple losrequisitossi se cumplenlas condiciones siguientes: 16 La intensidad de descarga parcialpuede medirse a medida que el voltaje de prueba se reduce del nivel de voltaje de soporte de frecuencia de potencia.
- 84. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 83 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. a) No se observa ningunadescarga externa disruptiva o colapsode voltaje durante la prueba, y b) La intensidad dedescargaparcialmedidaal nivel de tensiónde extinción prescrito esigualo inferior a 10 pC para transformadores de instrumentos llenos de aceite o gas, y 50 pC para transformadores de instrumentos de tiposeco, y 17 c) No se encuentraningunafalladeaislamientointernomediantelamedicióndelfactordecapacitancia y disipación. d) Para transformadores conunatensión nominalinferiora 10 kV, para transformadoresmoldeadosde tipo seco sin aislamiento graduado capacitivo o para transformadores de corriente de buje, estos requisitos de factor de capacitanciay disipaciónno se aplican. 11.5 Pruebas de resistencia al voltaje húmedo 11.5.1 Prueba de tensión de impulso de conmutación en el devanado primario El ensayose realizará únicamente en diseños de transformadoresde unatensión nominaldel sistemaigualo superior a 345kV. La tensiónseaplicaráentreelterminalprimarioyelterminaldetierradeltransformador.Todoslosterminales de bobinadosecundarios y el bastidorde la basedeberánestar conectados a tierra. La preparación del transformador y el procedimiento de humectación se realizarán de acuerdocon las «pruebashúmedas»de la norma IEEE Std 4. Las condiciones de precipitaciónseránlas descritas enel "Procedimientode ensayoestándar" descrito en el cuadro3 de la misma norma. La corrección de la densidaddel aire se realizará deacuerdocon 13.2 de IEEE Std 4 2013. La forma de onda de tensiónserá de 250 μs ± 20 % × 2500 μs ± 60 % (o [200 – 300] μs × [1000 – 4000] μs) forma de onda estándar. La tensión de pruebase ajustaráal cuadro2. La onda aplicada seráúnicamente de polaridadpositiva. La secuencia de ensayo consistirá en lo siguiente: a) Una ola reducida con50% a 70% del valor nominal proporcionadoen la Tabla 2, y b) Quince olasllenas Se considerará que el diseño cumple los requisitos si: El número de descargas disruptivasexternas no es superior a dos No se detecta ninguna desviaciónentre las trazas de onda reduciday de onda completa y/o entre las trazas de ondade onda completa NOTA: Puede suceder que se observen pequeñas desviaciones entre las trazas de onda reducida y la forma de onda completa. Si este es el caso, la comparación entre la primera y otras trazas de forma de onda completa puede utilizarse para verificarque lasdesviacionesobservadasalutilizarlastrazasde forma de onda reducida son causadasúnicamente por el diferente nivel de tensión y las correspondientes no linealidades en el circuito de prueba y/o el circuito de medición. 17 Se recomienda registrar el voltaje de extinción de descarga parcialmedido realmente.
- 85. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 84 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. No se observa descarga perturbadorainterna ni perforación delaislamientosólido No se observa ruidoaudibledel transformadordurantela prueba No se encuentra ningúnfallo de aislamiento internoconla medición del factor de capacitanciay disipación 11.5.2 Prueba de resistencia de voltaje de frecuencia de potencia El ensayo se realizaráúnicamente en transformadoresde una tensiónnominal de red igual o inferior a 230 kV. La preparación del transformador y el procedimiento de humectaciónse realizarán de acuerdo con la norma IEEE Std 4. Las condicionesde precipitación serán las descritas en el "Procedimientode ensayoestándar" para los ensayosen húmedo. La corrección de la densidaddel aire se realizará de acuerdo con 13.2de IEEE Std 4-2013. Se considerará que el diseño cumple los requisitos si: a) No se observa descarga interrumpidao colapso del voltaje de pruebadurantela prueba b) No se encuentra ningún fallo de aislamiento interno con la medición de capacitancia y factor de disipación 11.6 Comprobación del escudo de tierra: clase de 72 kV y superior Para determinar lo siguiente, se realizará una medición del factor de disipación y capacitancia de tres terminales enel modo de muestra conectadaa tierray a una tensión de 1,0 kV (rms)o inferior: La capacitanciadel devanado primarioal suelo Cp La capacitanciadel devanado secundarioal suelo Cs La capacitanciaentre el devanadoprimario y secundarioCps Para transformadoresllenos de gas, la pruebapuederealizarseen cualquier ajustede la presión del gas. Se indicará la presencia delblindajede tierrasi las capacitanciasmedidas se ajustana la ecuación (29). 1/ C ps +1/ C p =1/ Cs (29) Se consideraráqueel transformador cumplelos requisitossi losparámetros medidosse sitúandentrodel±10 % del valor determinadocon la expresión anterior.
- 86. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 85 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 12. Procedimientos de ensayo de tipo aplicables a los transformadores de corriente 12.1 Clasificación térmica a corto plazo de los transformadores de corriente La clasificación térmica de corto plazo asignada a un transformador de corriente serátal que la densidad de corriente admisible, determinada por la Ecuación (21), la Ecuación (22) o la Ecuación (23), según corresponda, no se exceda en ningúndevanado. Para los transformadores de corriente, la mayor parte de la pérdida del conductor parásito, si la hay, se encuentra normalmente enel devanadoprimario, y K, la relaciónentrela pérdidadel conductorparásitoy la pérdidade I2R,debeaplicarseúnicamentealoscálculosdelaumentodetemperaturaeneldevanadoprimario. El valor puededeterminarse a partirde la ecuación: K = Pcon −Ip(2 I×2 R×R) cmA2 ( 30) Dónde I2×R es la pérdida total de CC para devanadosprimariosy secundarios Ip 2×R es la pérdidade cc solopara el devanadoprimario Pz es el vatio medidoen el ensayo deimpedancia(véase8.2.2) El valor de K a la temperatura inicial prescritapuededeterminarse a partir de la relación de pérdida parásita K a alguna otra temperatura θa mediante lassiguientes ecuaciones: Para el cobre: 2 234,5+θa A K = Ka × cm2 (31) 234,5+θs Para el aluminioCE: 2 225+θa A K = K × a 225+θs cm2 (32) Para el cálculo de la densidad de corriente admisible en el devanado secundario, K podrá considerarse insignificante y podrán utilizarse las ecuaciones simplificadas al final delpunto11.1.2. En un transformador de corriente, en las condiciones prescritas para el cálculo del aumento de temperatura, lasaturacióndelnúcleopuedehacerquelacorrientesecundariarealseamenorquelaindicadaporlarelación marcada del transformador.
- 87. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 86 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Cuando la corriente secundaria real en la condición de sobrecarga se haya establecido mediante ensayo o cálculo, podrá utilizarse la densidad de corriente secundaria real en lugar de la indicada por la relación marcada. 12.2 Pruebas de aumento de temperatura del transformador de corriente Los ensayos de los transformadores de corriente se realizarán a corriente continua nominal máxima y a frecuencia nominal. Todos los terminales y juntas deben estar limpios y apretados y deben proporcionar un buen contacto eléctrico. Los devanados secundariosestarán conectados a su(s) carga(s) nominal(es). Los transformadores de corriente que hayan sido magnetizados midiendo la resistencia del devanado se desmagnetizarán después de completar las pruebas de aumento de temperatura. (El método de desmagnetización está cubiertoen 9.2.) Los conductoresportadores de corrienteque alimentan el transformador del instrumentono actuaráncomo fuente de calor ni como disipador de calor. Para cumplir este requisito, la temperatura de los conductores portadoresde corriente a una distanciade 1 m de los terminalesprimariosdel transformadorno diferirá en más de ±5 °C de la medida en losterminales deltransformador. Al realizar pruebas de temperatura en transformadores de corriente de tipo ventana, el conductor primario utilizadoen la prueba tendrá una capacidad de corriente continuaen la configuraciónutilizada y, según la autoridadreconocida, noinferiora la corrientede prueba. Si se utiliza másde una vueltaprimaria, la holgura entre las vueltas y el cuerpo del transformador alrededor del exterior será de al menos 30 cm. Para los transformadores de tipode elevación de 55 °C o 65 °C, la capacidad de corriente continua del bus primario se basará en un aumento de temperaturade 50 °C o menos, y la capacidadde corrientecontinua del cable primario se basaráen unatemperaturamáxima delconductorde 75 °C. 12.3 Prueba de sobretensión entre giros El ensayode sobretensión entregiros se realizaráconarreglo a unode los procedimientos siguientes. Si no se acuerda lo contrario, la eleccióndel procedimientose dejaal fabricante. Procedimiento A: con los devanados secundarios conectados a un voltímetro de lectura de picos de alta impedancia, aumente gradualmente la corriente primaria sustancialmente sinusoidal a una frecuencia nominal de ceroa la corriente nominal continuamáxima, o hasta que el voltaje máximoalcance 3500 V, lo que ocurra primero. Mantener la corriente primariadurante60 s. ProcedimientoB: con el devanadoprimario en circuitoabierto, se aplicarála tensiónde pruebaprescrita(a una frecuenciaadecuada)durante60 s a los terminalesdel devanadosecundario, siempre que el valorrms. de la corrientesecundaria no excedade la corriente secundaria nominal (o corrienteextendida nominal). El valor de la frecuencia de ensayono serásuperior a 1000 Hz.
- 88. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 87 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. A esta frecuencia, si el valor de tensiónalcanzadoa la corriente secundarianominal(o corrienteextendida nominal)es inferiora 3500 V pico, la tensiónobtenida debeconsiderarse como la tensiónde prueba. Cuando la frecuencia exceda del doble de la frecuencia nominal, la duración de la pruebapodrá reducirsea partir de 60 s, como se muestra en la ecuación(33): el doble de la frecuencia nominal Duración de la(s) prueba(s) = × 60 (33) Frecuenciade prueba La prueba de sobretensión entre giros no es una prueba realizada para verificar la idoneidad de un transformador de corrienteparaoperar con el devanado secundario en circuito abierto. Los transformadores de corrienteno deben funcionar con el devanadosecundarioen circuitoabiertodebido a la sobretensión y sobrecalentamiento potencialmente peligrososquepueden ocurrir. 13. Procedimientos de ensayo de tipo aplicables a los transformadores de tensión 13.1 Capacidad térmica de cortocircuito de los transformadores de voltaje Para demostrarla capacidadde untransformador devoltajepara cumplir conlas limitacionesde temperatura de7.7,la corrientedecortocircuitoencadadevanadosecalculaparalacondicióndevoltajenominalaplicado a los terminales primarios, y el devanado secundario cortocircuitado en sus terminales. La densidad de corrienteI/A se calcula dividiendo la corrientede cortocircuito por la seccióntransversal del conductor. El valor de la densidadde corriente así obtenidoparacada devanadono excederá del valor aplicablecalculado utilizando las ecuaciones al final del punto 11.1.2, considerándose la relación de pérdida del conductor parásito K para los transformadores de tensión. A efectos del cálculode la corriente de cortocircuitode la discusión anterior, la reactancia X y la resistencia R podrándeterminarseporcualquieradelosmétodosdescritosenelpunto8.2,perolaresistenciasecorregirá a una temperaturaque seala mediade las temperaturas inicial y máxima. Para cualquier bobinado: Dónde I es la corrientede cortocircuito V es la tensión nominaldel devanado X es la reactancia, referidaa ese devanado R es la resistencia, referidaa que el devanadoa la temperatura mediaθ a es la temperatura ambienteen °C θ m es la temperaturamáxima en °C El valor de R puededeterminarsea partir de la resistenciaR a una temperatura θa mediante la ecuación(34) y la ecuación(35). Para el cobre:
- 89. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 88 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. cm2 225+θa En un transformadorde voltaje en condiciones de cortocircuito, la corriente, y por lo tanto la densidadde corriente, disminuirá durante el cortocircuito debido al cambio de resistencia con la temperatura del devanado. El valor de la corriente de cortocircuito, segúnlo determinadopor el párrafoanterior, representa, porlotanto,unvalorpromedioduranteelperíododecortocircuito.Sinembargo,estaaproximaciónintroduce un error insignificanteen el cálculo del aumento detemperaturadentro de loslímites prescritos. 13.2 Pruebas de aumento de temperatura del transformador de voltaje Los ensayos de aumento de temperatura se realizarán con la frecuencia nominal. El factor de potencia dela carga utilizada durante las pruebas deaumento de temperatura noes importante. Los ensayos de aumento de temperatura con carga térmica nominal se realizarán a la tensión primaria nominal. Los ensayos de aumento de temperatura, para condiciones normales de funcionamiento, se realizarána una tensión primaria nominal del 110 % y con la carga estándar máxima para la que se publica una clase de precisión. Anexo A Bibliografía (informativa) Las referencias bibliográficas sonrecursosque proporcionan material adicional o útil, pero no necesitanser entendidoso utilizadospara implementar estanorma. La referenciaa estosrecursos se haceúnicamente para uso informativo. [B1] Arnold, A. H. M., "Current-transformertesting," Journal of the IEE, vol. 74, pp. 424-444, 1934. [B2] Arnold, A. H. M., "Pruebas de precisión de transformadores de corriente", Journal of the IEE, vol. 68, pp. 898-905, 1930. (θ +θ am ) 234.5+ R = R a + 234.5+θ a cm 2 Para el aluminioCE: (34) (i +θam ) 225+ R = Ra + (35) 2 U n 2 U n
- 90. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 89 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. [B3] ASTM D117-1996, Guía estándar para muestreo, métodos de prueba, especificaciones y guía para aceitesde aislamientoeléctrico de origenpetrolífero. [B4] Bousman, H. W., y Ten Broeck, R. L., "A capacitance bridgefor determiningthe ratio and phase angle of potential transformers," AIEE Transactions, vol. 62, pp. 541-545, agosto de1943. [B5] Brownlee, A. L., "Un método primario de medición de la relación y el ángulo de fase de los transformadoresde corriente", AIEE Transactions, vol. 69, parte1, pp. 459-460, 1950. [B6] Buchanan, J. H., "Design, construction, and testingof voltage transformers," Journal of the IEE, vol. 78, pp. 292-316, marzo de 1936. [B7] Clothier, W. K., y Medina, L., "The absolutecalibration of voltagetransformers," Proceedings of the IEE, vol. 104A, pp. 204-214, juniode 1957. [B8] Glynne, A., "El uso de un potenciómetro de CA simple para la pruebade precisión de transformadores de instrumentos", Journal of the IEE, parte11, no. 21, pp. 177-181, junio de 1944. [B9] Harris, F. K., Mediciones eléctricas. NuevaYork: JohnWileyandSons, Inc., 1952. [B10]Harris,F.K., etal., "An internationalcomparisonofvoltage-transformercalibrationsto350kV," IEEE Transactionson Communication and Electronics, vol. 83, pp. 13-19, enero de 1964. [B11] IEEE Std C57.98™, GuíaIEEE para pruebas deimpulsos de transformadores. [B12] Kusters, N. L., y Moore, W. J. M., "The compensatedcurrent compartor: A new reference standard for current-transformer calibrationsin industry," IEEE Transactionson Instrumentation and Measurement, vol. IM-13, págs. 107-114, junio/septiembre de 1964. [B13] Kusters, N. L., y Petersons, O., "A transformer-ratio-arm bridge for high-voltage capacitance measurements," IEEE Transactionson CommunicationsandElectronics, no. 69, pp. 606-611, noviembre de 1963. [B14] Kusters, N. L., "La medición precisa de las relaciones de corriente", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. IM-13, págs. 197-209, dic. Año 1964. [B15] Miljanic, P. N., Kusters, N. L., y Moore, W. J. M., "The application of current comparators to the calibrationof currenttransformers at ratios up to 36000/5amperes," IEEE Transactionson Instrumentation and Measurement, vol. IM-17, págs. 196-203, septiembre de 1968. [B16] Petersons, O., y Anderson, W. E., "A wide-range high-voltage capacitance bridge with one ppm accuracy," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. IM-24, núm. 4, págs. 336 a 344, dic. Año 1975. [B17] Petersons, O., "Un comparador de corriente autoequilibrado", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. IM-15, nos. 1 y 2, págs. 62-71, marzo/junio de 1966. [B18] Petersons, O., "Un puente de capacitancia de alto voltaje autoequilibrado", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. IM-13, núm. 4, págs. 216-224, dic. Año 1964. [B19] Silsbee, F. B., "Una resistencia blindada para pruebas de transformadores de voltaje", NBSScientific Papers, vol. 20, pp. 489-514, 1926. [B20] Silsbee, F. B., Smith, R. L., Forman, N. L., y Park, J. H., "Equipment for testingcurrent transformers," NBS Journal of Research, vol. 11, pp. 93-122, juliode 1933. [B21] Souders, T. M., "A wide range currentcomparatorsystem for calibratingcurrent transformers," IEEE Transactionson Power ApparatusandSystems, vol. PAS-90, no. 1, pp. 318-323, enero/febrero de 1971. [B22] Sze, W. C., "Comparadores paracalibraciones de transformadoresde voltajeen NBS", NBS Journal of Research, parte C, Ingeniería e instrumentación, vol. 69C, no. 4, octubre / diciembrede 1965. [B23] Zinn, E., "Fundamentale Bestimmung der Fehler von Hochspannungswandlern durch ein Summierverfahrenmittels Teilern ausKapazitat undWiderstand," Archiv furElectrotechnik, vol. 44, pp.
- 91. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 90 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. 147-156, 1958-1960. Materialútil que cubre transformadores de instrumentos18 [B24] AIEE Committee on ProtectiveDevices, CurrentTransformerSubcommittee, "Current- andpotential- transformer standardization," AIEE Transactions, vol. 61, pp. 698-706, septiembre de 1942. [B25] ANSI/NCSL Z540.3, Requisitos para la calibración de equipos de medición y prueba. [B26] Arnold, A. H. M., "Dielectric admittances in current transformers," Proceedings of the IEE, vol. 97, part II, pp. 692-698, 1950. [B27] Arnold, A. H. M., "The effect of capacitance on the design of torodial current transformers," Proceedingsof the IEE, vol. 97, part II, no. 60, pp. 797-808, diciembrede 1950. [B28] Arnold, A. H. M., "Leakage phenomena in ring-typecurrenttransformers," Journal of the IEE, vol. 74, pp. 413-423, 1934. [B29] Davis, R., "El diseño y la construcción de unaresistencia blindada para altos voltajes", Journal of the IEE, vol. 79, pp. 1028-1034, 1931. [B30] Dunfee, B. L., y Moore, W. J. M., "Una comparación internacional de estándares de relación de corrienteen frecuenciasde audio", IEEE Transactionson Instrumentation and Measurement, vol. IM-14, págs. 172-177, dic. 1965. [B31] Foley, A. H., "A direct readinghigh-voltage capacitancebridge," AIEE Transactions, vol. 69, part II, pp. 692-698, 1950. [B32] Hague, B., Instrument Transformers TheirTheory, Characteristics and Testing. Londres: Sir Isaac Pitman and Sons, Inc., 1936. [B33] IEEE Std C57.13.1-1981™, Guía para pruebas de campo de transformadores de corriente de retransmisión.19 [B34] IEEE Std C37.235™, Guía IEEE para la aplicación de bobinasde Rogowski utilizadas con finesde retransmisión de protección. [B35] ISO/IEC 17025:2005, Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración. [B36]Kusters,N.L. y Moore,W.J. M., "Thedevelopmentandperformanceofcurrentcomparatorsforaudio frequencies," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. IM-14, págs. 178-198, dic. 1965. [B37] McGregor, MC, et al., "Nuevo aparato en la Oficina Nacional de Estándares para la medición de capacitancia absoluta", IRE Transactions on Instrumentation, vol. I-7, nos. 3 y 4, págs. 253 a 261, Dec. 1958. [B38] Miljanic, P. N., "Error capacitivo en comparadores de corriente", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. IM-13, págs. 210-216, dic. Año 1964. [B39] Moreton, S. D., "Un método simple para la determinación de las características del transformador de corrientede buje", AIEE Transactions, vol. 62, pp. 581-585, septiembre de1943. [B40] NEMA SG4, Disyuntores de alta tensiónde corriente alterna. 18 Las referencias bibliográficas [B24] a [B49] constituyen una muestra de la gran cantidad de materialútil que cubre los transformadoresde instrumentosque está disponible. Estasreferencias se dan para la conveniencia de obtenerinformación más detallada y un p históricoSobre la materia cubierta por esta norma. 19 Las publicaciones del IEEE están disponibles en el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, 445 Hoes Lane,Piscatawa y,NJ 08854,EE.UU. (http://standards/ieee.org/).
- 92. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 91 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. [B41] Park, J. H., "Precisiónde los transformadores de corriente de alto rango", NBS Journal of Research, vol. 14, pp. 367-392, 1935. [B42] Pfuntner, R. A., "La precisiónde los transformadoresde corriente adyacentesa los autobuses de alta corriente", AIEE Transactions, vol. 70, parteII, pp. 1656-1662, 1951. [B43] Settles, J. L., Farber, W. R., y Conner, E. E., "The analytical and graphical determination of complete potentialtransformerfeatures," AIEE Transactions, part III, pp. 1213-1219, 1960. [B44] Silsbee, F. B., "Un estudio de la inductancia de cuatro estándares de resistencia terminal", Oficina de DocumentosCientíficos de Estándares de losEstadosUnidos, no. 281, pp. 375-422, 1916. [B45] Silsbee, F. B., "Notes on the design of four terminalresistancestandard foralternatingcurrents," NBS Journal of Research, vol. 4, pp. 73-107, enero de1930. [B46] Silsbee, F. B., "Precauciones contra campos magnéticos parásitos en mediciones con grandes corrientes alternas", AIEE Transactions, vol. 48, pp. 1301-1306, octubre de 1929. [B47] Weller, C. T., "Un potenciómetro blindado de 132 kV para determinar la precisión de los transformadorespotenciales", AIEE Transactions, vol. 48, pp. 790-807, juliode 1929. [B48]Woods,C.A., Jr., y Bottonari,S. A., "Overcurrentperformanceofbushing-typecurrenttransformers," AIEE Transactions, vol. 59, pp. 554-560, septiembrede 1940. [B49] Zocholl, S. E., Análisis y aplicación de transformadores de corriente, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc., 2004. Anexo B (normativo) Transformador de corriente tipo Bushing (BCT) y tipo de ventana de propósito especial transformadores de corriente B.1 Introducción A lo largo de los años ha habidomuchaambigüedad en el tratamientode las BCT y cómo se aplicana las pautas establecidas en esta norma. El propósito de este anexoes definir las calificaciones, la selección y los requisitos de pruebaparalas BCT. B.2 Ámbito de aplicación Este anexo cubrirá las BCT tal como se aplican a transformadores de potencia, reguladores de voltaje escalonado, disyuntores de potencia, compartimentos de bus de fase aislada, generadores y otros equipos donde podrían ser utilizados. Esto se aplicará a cualquier transformador de corriente de tipo ventana de potencia nominal igual o inferior a 0,6 kV, destinado a depender, además de su propio aislamiento, de cualquier combinación de aislamiento conductor y medio de aire, aceite o gas, como un sistema de aislamiento completoquesatisfaga losrequisitosdieléctricosdel equipo.
- 93. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 92 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. B.3 Requisitos generales A efectosdelpresenteanexo,unBCTesuntransformadordecorrientedetipoventanaenrolladoenunnúcleo toroidalcondevanadosuniformementedistribuidosconunareactanciadefugainsignificante(véaselafigura B.1). Tendráunatensiónnominalnominal de0,6kVsinclasificaciónBIL(a menosqueelfabricanteindique lo contrario). El devanadoprimarioes típicamente en formade un cable conductor, cable, barra colectorao terminalobujedepared.Esteconductorsueleserunsoloturnoubicadocentralmenteenlaventana(consulte The IEEE Standards DictionaryOnline). X2X1 Figura B.1—BCT típica B.3.1 Índices de precisión El rendimiento de la medición se ajustará al punto 6.3 y el rendimiento de la retransmisión se ajustará al punto6.4.Estápermitidotenerclasificacionesdualesquetenganunrendimientoderetransmisiónymedición simultáneamente. B.3.1.1 Aplicaciones de control Cuando se utilizaen funciones de control, como la indicación de temperatura (punto caliente), el cambiode grifo de carga (LTC) o la regulación automática de voltaje(AVR), no se aplicandesignacionesde clase de mediciónni de retransmisión. La relaciónpuedeseleccionarse por la corrientede carga completa y puede no necesariamente coordinarse con una relación decorriente estándar. Se utilizará unlímitede precisióndel ±1 % a corrientenominal con una carga de 50 VA. No habrá límite en el error de fase. Se requiere verificación al 100% de corriente nominal a carga nominal. Se puede utilizar una prueba directao indirecta (mediante mediciónde errorescompuestos) a discrecióndel fabricante. NOTA: Los reguladores de voltaje escalonado son nominalmente secundariosde 0,2 A con una carga de 3,5 VA y están cubiertos por IEEE Std C57.15. Si se utilizan BCT con 5A secundaria y se asignan clasificaciones de medición o protección convencionales, se aplicará el presente anexo. B.3.1.2 Aplicaciones de medición no facturada A efectos de indicación con amperímetros, se utilizará la clase 1.2 o superior sin límite de error de fase. Se requiere verificaciónal 100% de corriente nominal a carga nominal. Se puedeutilizaruna pruebadirectao indirecta(mediantemediciónde errores compuestos) a discrecióndel fabricante. H1 PRIMARIO DIRECTOR SECUNDARIO SINUOSO
- 94. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 93 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. B.3.1.3 Asignación de la precisión de la medición para devanados secundarios de roscado múltiple En el caso de la clasede medición 0,6 o superior, si el BCT es una relación doble, ambos grifos tendrán una precisiónde medicióndefinida y se probarán según la figura7. No es deseabletener una clase demediciónparaun devanadode varias relacionesconmás dedos relaciones disponiblesamenosquetodaslasrelacionesdisponiblestengan clasesdeprecisióndefinidas.Elrendimiento deprecisiónempeoraráylacargapuededisminuiramedidaquedisminuyalaproporción.Si nose especifica ninguna, el fabricante verificará únicamente el grifo definidosegún la figura 7, y todaslas demás relaciones no tendrángarantíasde rendimiento. Si se definenotroscoeficientes, la fabricaciónverificaráel rendimiento del coeficiente más bajo con la clase y la carga de precisión más altas. La realización de pruebas en otras proporciones estásujetaa un acuerdo entre el productor y el usuario. B.4 Clasificaciones térmicas continuas B.4.1 Temperatura ambiente Cuadro B.1. Temperatura ambiente Aplicación Ambiente con respecto a la ubicación de BCT Temperatura ambiente media a Transformador de potencia, regulador de voltaje En o por encima del aceite caliente 90°Cb Disyuntor de potencia En el aire bajo una cubierta sellada 55°C Compartimento de fase aislado Segregado/no segregado en el aire 55°C Disyuntor de potencia o fase ISO En gas SF6 30°C Buje terminal del generador Accesible o dentro de la caja de plomo 55°C Propósito general Con un flujo de aire adecuado 30°C Aparamenta cerrada de metal En aire dentro del recinto 55°C a Estastemperaturasambiente son típicasy pueden ser algún otro valor definido por el usuario final. b En algunascircunstancias, el BCT puede instalarse en una bolsa de aire por encima de la superficie del aceite caliente y el ambiente CT puede ser de 15 °C a 20 °C más frío que la temperatura superior del aceite. Por el contrario, si el transformador utiliza un tanque conservador y el BCT estaría totalmente sumergido bajo aceite, el efecto de enfriamiento del aceite podría reducir el aumento realde la temperatura BCT en un 50%. A esta temperatura,el BCT puede energizarse a su factor de calificación máximo sin que se espere ninguna pérdida de vida. En condiciones de sobrecarga donde la temperatura superior del aceite puede alcanzar los 105 °C, el BCT puede ser energizado a su corriente nominalsolamente.Temperaturasporencima de eso, se puede esperar pérdida de vidas. c Consulte IEEE Std C37.20.1, IEEE Std C37.20.2 o IEEE Std C37.20.3, según corresponda. La temperatura ambiente a la que se asigna la base de servicio continuo se determinará mediante su aplicación, tal como seindica enel cuadroB.1. La temperatura ambiente dereferenciase indicaráen laplaca de identificación BCT si no es distinta de30 °C.
- 95. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 94 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. B.4.2 Clase de aislamiento La clase de temperatura del sistema de aislamiento para determinar la elevación máxima admisible será, como mínimo, de la clase 105 °C. Si el sistema de aislamiento es superior a la clase 105 °C, tal como se indica en el cuadroB.2, deberá indicarseen la placa de identificaciónBCT. Todos los principales componentes de aislamiento utilizados en todo el conjunto BCT se coordinarán térmicamente con su clase de temperatura según la Tabla B.2 y serán adecuadospara el entorno al que se someterán, como se indica en la Tabla B.1. B.4.3 Límites del aumento de la temperatura Con el fin de determinarel aumentode temperatura en un BCT, no se considerará la asignaciónde puntos calientes. Las vueltassecundarias generalmente se distribuyenuniformemente y el primarioes típicamente unsoloconductorquepasaatravésdelaventanaBCTconpocaoningunacontribucióndecaloral devanado secundario. El límite de aumentode temperatura admisibleserá simplemente la diferenciaentrela clase de aislamiento y la temperaturaambiente. Aumento de temperatura máximo permitido, ΔT = clase de aislamiento - Clasificación de temperatura ambiente(B.1) Cuadro B.2—Clasede temperatura Designación de clase de aislamiento Temperatura máxima de trabajo (°C) Elevación máxima permitida del bobinado @ 30 °C ambiente promedio (°C) Elevación máxima permitida del bobinado @ 55 °C ambiente promedio (°C) Máximo aumento del bobinado permitido @ 90 °C ambiente medio (°C) Clase 105 105 65 40 15 Clase 120 120 80 55 30 Clase 130 130 90 65 — Clase 155 155 115 90 — Clase 180 180 140 115 — Clase 200 200 160 135 — Clase 220 220 180 155 — Si el aumentomáximode temperaturano es la diferenciaentre la clasede aislamiento y la clasificaciónde temperatura ambiente, se transmitirá al usuariofinal en la placa deidentificaciónBCT. También se indicará en las curvascaracterísticas publicadas. Por ejemplo: a) Si la temperaturaambientenominal es de 95 °C y el aislamiento es de clase 105, el aumentoes de 10 °C; Sólo es necesarioindicar la temperatura ambiente. b) Si la temperaturaambientenominal es de 75 °C, el aislamiento es de clase 105 y el aumentoes de 30 °C; Sólo es necesarioindicar la temperatura ambiente. c) Si la temperatura ambiente nominal es de 55°C y el aislamiento es de clase 130, pero el aumentoes de sólo 30 °C, se indicarán los tres elementos.
- 96. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 95 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. B.4.4 Factor de calificación (RF) A los efectos del presente anexo, todos los términos relativos al servicio continuo máximo de un BCT se denominarán RF. Eso incluirá términos tales comoRFtérmica (TRF), RF térmica continua (CTRF), RF de corrientecontinua (CCRF) y similares. La relaciónde corrientemáxima debebasarseen la corriente nominalcontinua máximadel bujeo conductor en el que se está utilizando, incluidas las condiciones de sobrecarga de corto plazo que puedan afectar su aumento de temperatura. En algunos casos, la relación de corriente puede seleccionarse al 125% de la corrientenominal máxima, o a la siguienterelaciónestándar. La RF asignadamultiplicadapor la corriente primaria nominalseráun límiteabsoluto de conformidadconel cuadro B.1. Al seleccionar una relación de corriente superior a la clasificación de corriente del buje, el RF se puede configurar para que coincida con la clasificación del buje. Por ejemplo, un transformador GSU con un buje nominal de 1200 A y una relación CT de 12 000:5 para que coincida con los CT aguas arriba, el RF podría indicarsecomo0,1. En el caso de un bobinadomultirelación, a menos que se indique lo contrario, el RF asignado se aplicará a todos los grifos disponibles. Cuando se utilicenCT de baja relacióno conexiones de tomas de una CT de múltiplesrelaciones en bujeso conductores de ampacidad muchomás alta, el aparatoen el quese instalela CT se reducirá adecuadamente de acuerdo conlas clasificaciones de la relación CT. Los factores de calificación se asignaránde acuerdocon 6.5, a menos que el fabricante y el cliente finallo acuerden. El uso del gráfico de reducción de calificación (Figura 1) no es aplicable a las BCT. En el caso de temperaturasambientemás bajas, no se debe suponerque la RF puede aumentar. Tales consideracionesse discutirán conel fabricante del BCT. B.4.4.1 Utilización de CT de baja relación en conductores de alta corriente Cuando se utilicen CT de baja relacióno conexiones de toma de un CT de múltiplesrelaciones en bujes o conductores de ampacidad muchomás alta mientrasestén destinadosa ser utilizadosa corrientes más bajas, el aparatoen el que se instaleel CT se coordinaráadecuadamentecon lasclasificacionesCT. NOTA: Para disyuntores de alimentación de alto voltaje, consulte NEMA SG-4, IEEE Std C37.04 e IEEE Std C37.010 para obtener más orientación. B.5 Calificaciones a corto plazo Las clasificacionesde tiempo cortopara lasBCT se asignaráncomo unmúltiplo dela corrientenominal y se aplicarána la relación de corriente máxima, a menosquese indique lo contrario. Las clasificaciones térmicas a corto plazo puedencalcularse sobre la base del área de la sección transversal del alambre magnéticoutilizadoen el devanadosecundariosegún 11.1.2. Esta clasificaciónse da como un valor rms simétrico. Para mantener la alineacióncon las clasificaciones de losdisyuntoresde potencia, se puedenproporcionarclasificaciones térmicasde corta duraciónpara duracionesde tressegundos.
- 97. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 96 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. Las clasificaciones mecánicas de corto tiempo de un BCT, para todos los propósitos prácticos, pueden considerarseilimitadas, pero en realidadestánlimitadaspor el conductoren el que está instalado. Por esta razón, la clasificación mecánica de corto tiempo se establecearbitrariamente en 2,7 veces la clasificación térmica calculadade un segundo a corto plazo, y es el valor máximo delprimer buclemayor asimétrico. El usuario debetener en cuenta queestas clasificacionesde tiempo corto no sonnecesariamente las mismas que las del directorprincipal, quepuedentener diferentes limitaciones. B.6 Consideración dieléctrica Las BCT generalmentese montan alrededor de los vástagos de los bujes a lo largo del plano de tierray rara vez están encontacto directoconel conductorportador de corriente primaria. También se puedenusar junto con aire, petróleo o gas para cumplir con un nivel dieléctrico más alto. Por esta razón, no se pueden probar de manera efectiva para satisfacer cualquier resistencia aplicada y nivel de impulso por sí solos. La calificación del sistema deaislamientoqueincluyeel BCT en su montajeseráresponsabilidaddel fabricante del equipo, o se basará enprácticasexitosasde la industria. Por defecto, unBCT tendríaunatensiónnominal nominal de 0,6 kV sin clasificaciónBIL, a pesar de quese utilizanen sistemas a niveles muchomás altos. B.7 Construcción B.7.1 Polaridad La marca de polaridad H1 debe ser visible. Esta marca puede tener la forma de una raya, punto o letras. También se puedeindicar en la placade identificación. Las marcas de los terminales secundariosse ajustarán a lo dispuesto enel punto 4.9.1. B.7.2 Derivaciones secundarias Si se proporcionan cables secundarios, se identificarán por color, marcas permanentes en el aislamientodel alambre de plomoo algún otromedio aceptable, siempre queno se puedaquitar fácilmente. Los cables secundarios se consideraránuna extensión del devanadosecundario y, por lo tanto, no forman parte de la cargasecundariatotal. Parafinesde aplicación, el fabricantepuede proporcionarla resistenciadel plomo, en Ω / pie, separadade la resistenciadel devanado, ya que no tienen control sobre cuántose puede eliminar durante la instalación. Esto normalmentese puedeindicar en lascurvas característicaspublicadas. B.7.3 Disposiciones de bobinado y roscado Todos los devanados, incluidoslos giros entre grifos (cuandoestén provistos) debenestar completamente distribuidos alrededor de la periferia central. Los acuerdos de grifo se ajustarán al cuadro 11, o a algún derivado cuando proceda. En el caso de configuraciones no definidas en el cuadro 11, los grifos serán especificadosporelusuariofinal,ytodoslosgrifosserándivisiblespor5comomínimo.Noseproporcionará ningún grifo de menos de5 vueltas. En el caso de los BCT utilizados para funciones de control tales como detección de puntos calientes, indicadores de temperatura de bobinado o cambiadores de tomas de carga, es posible que algunos grifos(si
- 98. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 97 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. se proporcionan) no estén completamente distribuidos, ya que generalmente son pequeñas porciones por encima y / o por debajodel devanado principal, quedebe estar completamentedistribuido. B.7.4 Acabado Las BCT generalmente se clasificancomo de tipo interior. En la aplicación, estáncontenidosen un recinto que los protege de la exposición directa a la luz solar y los elementos climáticos. El sistema de aislamiento utilizadoen todoel conjuntoBCT deberáser compatibleconsu clasificación deaislamiento y con el entorno para el que se utilizará de conformidadconel cuadroB.1. B.7.4.1 BCT deslizantes externos Este es un tipo especial de BCT que tiene un sistema de aislamiento que protegeel conjuntode la bobina BCT de la exposición directa del clima. Se montan externamente en un buje terminal con un soporte adecuado. No requieren cubierta protectora ni carcasa. Una unidad de esta construcción puede tener una clasificaciónnominal BIL de 10 kV o superior, segúnlo definidoporel fabricante, y se indicaráen su placa de identificación. El aislamiento protector deberá ser adecuadoparasu usoen exteriores. B.7.4.2 BCT de clase generadora Este es un tipo especial de BCT que está diseñado específicamente para su uso en bujes terminales de generadoresoencompartimentosdefaseaisladosdondehayaltascorrientes.Estosseconstruyentípicamente con materiales de clasede temperatura más alta. Debidoa la naturaleza de la aplicacióny las magnitudesde la corriente de funcionamiento, esta construcción puede requerir medios para proteger el devanado secundariode los efectosdel flujoparásitoexternode los conductoresadyacentes y de retorno. B.7.5 Placas de identificación La placa de identificación deberáajustarse al punto6.8 y podrá incluirla siguiente información: a) La tensiónnominal delsistema(VSN) será de 0,6 kV (a menosquese indique lo contrario) b) BIL – solo si corresponde c) El RF puedeincluirlatemperaturaambientenominalyelaumentodelatemperatura,sicorresponde, según B.4.3, es decir, 1) RF 1.5 @ 55°C 2) RF 2.0 @ 95°C / 1200A 3) RF 1.0 @ 55°C / 130 °C / 55 °C de subida Otros requisitos: d) Clasificacióndel sistema de aislamiento. Puede combinarse con NSV, es decir, 1) Sistema de aislamiento:0.6kV / 105 °C / Indoor-oil 2) Nivel de aislamiento: 0.6kV / 10kV BIL / 130 °C / Interior-seco
- 99. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 98 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. La informaciónquequedefuera de la placade identificación debidoal espaciodisponibleu otras razones se comunicará al usuariofinal en las curvascaracterísticas publicadas, el dibujo del contornoo cualquier otro medio oficial aceptable parael usuario final. B.8 Pruebas de rutina De conformidad conel punto4.8.1, se realizarán los siguientesensayosrutinarios: a) Prueba de tensióninducida (según6.7.2 y 8.5.4). En el caso de relaciones de corriente altasen las que la tensiónde excitaciónpuede superarlos 1600 V, el nivel inducidoserá 2 veces la tensiónde saturación o 3200 V rms (pico de 4,5 kV), lo que seamenor. b) Verificacióndeturnos.Estapruebasepuederealizarconcualquierconfiguraciónométodoadecuado siempre que puedadistinguir ±1 vueltade las vueltas nominales. El margen de giroreal cumplirálos límites de clase de precisión para la clasede reléy/o mediciónasignados. c) Verificación depolaridad (por 8.3). d) Resistenciadel devanado secundario (por 8.4). e) Pruebas de precisión(según lasfiguras 7, 8.1, 8.2 y 9.1). NOTA—Esta prueba puede requerir la inducción de corrientes primarias a magnitudes muy altas (>20 000A), lo que puede provocar dificultades para obtener corrientes nominales del 100%. Estas pruebas se realizan normalmente en un entorno de laboratorio que requiere equipo y configuración especiales. Si por tipo de prueba y/o cálculosse puede demostrarcon éxito que cumple con losrequisitosde precisión,entoncesse pueden realizar nivelesde medición másbajospara elcumplimientosiempre que no seaninferioresal50% de corriente nominal, se informen adecuadamente y se acuerden mutuamente entre el fabricante y el usuario final. 1) En el caso de aplicacionesde mediciónno de ingresos en lasque la relación de corrienteno es estándar, se puede realizar una prueba de error compuesto para demostrar el cumplimiento, siempre que el error defase no tenga importancia. Esta es una pruebade excitación secundaria realizadaa un nivel equivalentea la corrientenominal con carga nominal, donde la corriente de excitación medidapuedeconsiderarse la corriente de error. Véanselos puntos 9.1.1 , 9.1.2 y 9.1.3. 2) Pararelacionesdecorrientealtasqueexcedanlaclasificacióndecorrientedeunbucleprimario, se pueden usar múltiples bucles primarios siempre que estén igualmente espaciados alrededor de la periferia central y la influencia dela ruta de retorno seainsignificante. 3) Para aquellos devanados que incorporan un blindaje internocomo parte integral del devanado secundario, o un blindajeque está aisladodel devanadosecundario, la precisiónpermanecerá dentro de su clase prescrita cuando el bucleprimario estéseveramentedescentrado, o cuando múltiplesbucles primarios se distribuyanno más del50% de la periferia delnúcleo. g) Otras pruebasacordadas entreel usuario final y el fabricante. B.9 Ensayos de tipo Las pruebasde tipoparaBCT se puedenrealizar paraverificar los cálculos detipo y diseño de construcción que pueden cubrir efectivamente una amplia gama de clases de tamañofísico, proporcióny precisión. De conformidadcon el punto 4.8.1, se realizaránlos siguientes ensayos de tipo:
- 100. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 99 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. a) Prueba de aumentode temperatura (por11.2). Este ensayose realizaráúnicamenteen el devanado secundario. Se tendrá en cuenta alguna consideración con respecto al entorno, la orientación del conductor y el apilamientode múltiplesBCT. b) Calificacionesa cortoplazo (por 6.6 y 11.1). Los cálculos seránsuficientes en lugar de la prueba. c) Prueba de sobretensión entregiros (según6.7.1 y 12.3). B.10 Instalación La intención de este anexo no es proporcionar instrucciones sobre técnicas de montaje, sino informar sobre algunasmedidasdeprecauciónenelprocesodeinstalación.Cuandoseutiliceunmétododesujeción(placas, anillos,soportes,barras,etc.),setendráprecauciónalaplicarfuerzasobrelasBCT.El mecanismodesujeción no debe deformarse a sí mismo o al BCT cuando se aprieta. La fuerza excesiva puede alterar la salida característica delBCT. La fuerza desujecióndebe distribuirse de la manera más uniformeposiblea lo largo de la superficieBCT. Cuando sea posible, se deben emplearalgunosmediospara amortiguar el BCT de la fuerza. Para arreglos y configuraciones demontajeespeciales, consulte conel fabricante. Cuando el conductorprimario a través de unBCT es un cableblindado, se debetenerprecaución al conectar a tierra el blindaje. En algunos casos, puede ser necesario enrutar el escudo de nuevoa través de la ventana del BCT antes de terminarloa tierra, evitandoasí la creaciónde un giro eléctricocortocircuitado alrededor del núcleodel BCT. Esta condiciónhará queel BCT no funcionecorrectamente. La conexión a tierra de las piezas metálicas y las carcasas exterioresdebe estar de acuerdo con IEEE Std C57.13.3. B.10.1 Instalación de un BCT deslizante externo En la mayoríade los casos, el BCT deslizanteexternose instala sobre unterminal de bujefuera del tanque o estructura, y se suspendealrededor de la brida del buje con soportes. La fuerza excesiva en este casono es tan perjudicial para el rendimiento comolo es para su sistema de aislamiento externo. El BCT debe estaren o por debajodel planode tierraefectivo de los bujes. Como precauciónparaproteger el BCT de un evento de flashover, se recomienda instalar un escudode tierra. Al conectar el blindaje a tierra, el enrutamiento del cable se realizará de manera que no cause un cortocircuito eléctricoalrededordel BCT. Si se crea un giro cortocircuitado, el BCT no funcionarácorrectamente. En el caso de queel BCT deslizante externoesté encontacto directo conel tanqueo la paredde laestructura, y la temperaturasuperficial deesa paredse elevepor encima de la temperaturadel aire ambiente, se tendrán en cuenta los posibles efectos sobre el aumento de la temperatura, así como los efectos a largo plazo del aislamiento en sí. Si es posible, el BCT debe separarsede la pared parapermitirel flujode aire. B.11 Ensayos sobre el terreno Los BCT se puedenmontare instalaren una amplia variedadde disposiciones. Para pruebas y métodosde campo comunes, consulte IEEE Std C57.13.1. En el caso de la mediciónde ingresos, es muy difícil verificarla precisiónuna vez instalada. Hay algunos métodos utilizados que proporcionarán resultados que pueden demostrar un BCT para cumplir con la clase, pero no necesariamente coinciden con los resultadosoriginalesde la pruebade fábrica. Será responsabilidad del usuario finaldeterminar la aceptacióny validezde cualquier métodoo dispositivoportátilque no:
- 101. IEEE Std C57.13-2016 EstándarIEEE para requisitos para transformadoresde medida 100 Derechos de autor© 2016 IEEE. Todos los derechosreservados. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar. a) Medir a corriente nominal, y/o b) Medir a la frecuenciade potencia nominal, y/o c) Tener trazabilidad a una oficina nacional deestándares (N.I.S.T., N.R.C.-Canadá, etc.). B.12 Acoplador lineal de buje (BLC) Este es un tipo especial de BCT que se construye sin un núcleo de hierro. El secundario se enrolla en un formador no magnético. Más allá de esta desviacióntendrá la misma aparienciaque cualquier otro BCT. La inductanciamutuadelBLC se establece detal maneraquese induceuna salidade voltajepor amperiode corriente primaria. El valor típicoes 0.005 Ω donde por cada 1000 A de corrienteprimaria se induce una salida de 5 V en el devanado secundario; Otras proporciones son posibles. Esta relación permanece lineala través del nivel de falla más alto encontrado. Para una transferencia de potencia máxima, el BLC puede especificarsepor sus elementos R, X y Z. La salida de tensión será del ±1% a la corrientenominal con el conductor primario ubicado centralmente, y permanecerá ±1% cuando se gire alrededor del conductor primario. La salida será del ±1% cuando el conductor primario esté desplazadohasta un 25% desde el centro. Al realizar este ensayo, el bucle primario consistirá en una vuelta en la que no haya influencia externa de la trayectoria de retorno y de los elementos adyacentes del núcleo de hierro. Los cables secundarios, si se proporcionan, deben torcerse para minimizar los voltajes inducidos de fuentes externas. Ademásde la verificaciónde la exactitud, se medirán e indicarán los componentes R, X y Z. Dependiendo de su construcción de acabado, los BLC también pueden verse obstaculizados por fuerzas mecánicas excesivas. Todos sus parámetros están controlados geométricamente, por lo tanto, cualquier cambio en su geometríapuedecambiar susautoimpedancias. Al realizarla conexión, se recomiendan cables trenzados. En virtud de su construcción, el BLC puede ser fácilmenteinfluenciado por fuerzasmagnéticasexternas. Al instalarlo, es mejor que el BLC se coloque lo más lejos posiblede cualquier núcleo de hierroy la ruta del conductor de retorno. La geometríade la carcasapuedeafectar a su salida. Si el BLC va a ser adyacentea, o intercaladoentreCT convencionalesde núcleo dehierro, la salidaefectiva delBLC se verá influenciada. En estas situaciones, la salidapuedeser de hasta el ±10% delvoltaje nominal. NOTA: Esto no debe confundirse con las bobinas de Rogowski, ya que no son lo mismo. Las bobinas Ro gowski se tratan bajo IEEE Std C37.235 [B34].
- 102. Uso autorizado con licencia limitado a: Virginia Transformer Corp. Descargó en Septiembre 09,2016 a las 12:25:36 UTC De IEEE Xplore. Restricciones aplicar.