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Transformador de corriente de 245 kV (tipo «Top-core»)

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Transformador de corriente de 245 kV

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El transformador de corriente de 245 kV (tipo «Top-core») es un transformador de medida para exterior de muy alta tensión (EHV) diseñado para sistemas de 245 kV, que se utiliza habitualmente en redes de transmisión de 220 kV. Convierte con precisión la alta corriente primaria en una corriente secundaria estandarizada (normalmente de 1 A o 5 A) para la medición, la protección, la supervisión y el control, al tiempo que proporciona un aislamiento eléctrico completo entre el circuito primario de alta tensión y el equipo secundario de baja tensión.

En la configuración de tipo «top-core», el núcleo magnético y los devanados secundarios se alojan en la parte superior del transformador. El conductor primario atraviesa el núcleo magnético, mientras que el aislante de porcelana o compuesto soporta la sección activa y proporciona el aislamiento necesario respecto a tierra. Esta disposición ofrece un excelente rendimiento de aislamiento, una alta precisión de medición y una fiabilidad excepcional para un servicio prolongado en exteriores.

Funciones principales
·Mide con precisión la corriente de la línea de transmisión.
·Suministra señales de corriente a los relés de protección.
·Proporciona aislamiento eléctrico entre los circuitos primario y secundario.
·Permite la medición de consumo, el sistema SCADA y la monitorización de la calidad de la energía.
·Detecta sobrecargas, cortocircuitos y fallos a tierra para la protección del sistema.

Construcción
Un transformador de corriente típico de 245 kV con núcleo superior consta de:
Conductor primario
-Conduce la corriente de transmisión completa.
-Atraviesa el núcleo magnético situado en la cabeza superior.
Núcleo magnético
-Fabricado con acero al silicio de alta permeabilidad o material nanocristalino.
-Optimizado para una baja corriente de excitación, alta precisión y bajas pérdidas en el núcleo.
Bobinados secundarios
-Bobinados de medición para una medición de precisión.
-Bobinados de protección para el funcionamiento de los relés en condiciones de fallo.
-Múltiples núcleos secundarios independientes para diferentes aplicaciones.
Conjunto del núcleo superior
-Contiene el núcleo magnético y los bobinados secundarios.
-Sellado herméticamente para evitar la entrada de humedad y la contaminación.
Sistema de aislamiento
-Aislamiento de papel impregnado en aceite para subestaciones aisladas al aire (AIS).
-Aislamiento con gas SF₆ para subestaciones aisladas con gas (GIS).
-Aislamiento compuesto para entornos altamente contaminados o costeros.
Aislador de porcelana o compuesto
-Proporciona aislamiento externo y soporte mecánico.
-Diseñado para soportar tensiones eléctricas, mecánicas y ambientales.
Sistema de expansión de aceite
-Conservador o fuelle de acero inoxidable para la compensación de la expansión térmica del aceite.
Caja de bornes
-Alberga los bornes secundarios, las instalaciones de puesta a tierra y los enlaces de prueba.
-Caja resistente a la intemperie para instalación en exteriores.

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal: 245 kV
·Tensión máxima del sistema: 245 kV
·Tensión nominal del sistema: 220 kV
·Frecuencia: 50/60 Hz
·Corriente primaria: 100–5000 A
·Corriente secundaria: 1 A o 5 A
·Clase de precisión: 0,1; 0,2; 0,2S; 0,5; 5P10; 5P20; 10P20; PX
·Carga nominal: 10–30 VA
·Corriente térmica de corta duración: hasta 63 kA (1 s)
·Corriente dinámica: hasta 160 kA de pico
·Tipo de aislamiento: papel impregnado en aceite, SF₆ o compuesto
·Instalación: AIS o GIS en exteriores

Principio de funcionamiento
1. El conductor primario transporta la corriente de transmisión a través del núcleo magnético montado en la parte superior.
2. La corriente primaria produce un flujo magnético proporcional a la corriente de línea.
3. El flujo magnético induce una corriente proporcional en los devanados secundarios según la relación de transformación nominal.
4. La corriente secundaria normalizada (1 A o 5 A) se suministra a los instrumentos de medición, los relés de protección y los sistemas de monitorización.
5. El aislamiento eléctrico completo entre los circuitos primario y secundario garantiza el funcionamiento seguro de los equipos secundarios.

Ventajas
· Alta precisión de medición y protección.
· Excelente rendimiento dieléctrico para aplicaciones de muy alta tensión.
· Construcción compacta y robusta con núcleo superior.
· Alta capacidad de resistencia térmica y a cortocircuitos dinámicos.
·Múltiples núcleos independientes de medición y protección.
·Rendimiento fiable en entornos exteriores adversos.
·Bajos requisitos de mantenimiento, con una vida útil que suele superar los 30 años.
·Apto tanto para subestaciones AIS como GIS.

Aplicaciones típicas
·Subestaciones de transmisión de 220 kV
·Redes eléctricas de muy alta tensión
·Centros de conmutación de generación de energía
·Subestaciones industriales de muy alta tensión
·Proyectos de interconexión a la red de energías renovables
·Estaciones convertidoras de CC de alta tensión
·Subestaciones aisladas con gas (GIS)

Normas aplicables
·IEC 61869-1 – Transformadores de medida – Requisitos generales
·IEC 61869-2 – Transformadores de corriente
·IEEE C57.13 – Transformadores de medida
·IEC 60044-1 – Norma obsoleta (sustituida por la IEC 61869-2)

Valores nominales típicos
·Clase de tensión: 245 kV
·Tensión del sistema: 220 kV
·Relación de corriente: 300/1 A, 600/1 A, 1200/1 A, 2000/1 A, 3000/1 A, 4000/1 A
·Precisión de medición: Clase 0,2S
·Precisión de protección: 5P20, 10P20 o PX
·Carga nominal: 15–30 VA
·Instalación: AIS / GIS en exteriores

Características principales
·El diseño con núcleo superior mejora la coordinación del aislamiento y simplifica el mantenimiento.
·Disponible con aisladores de porcelana o de compuesto de caucho de silicona.
·Admite múltiples núcleos de medición y protección en una sola unidad.
·Alta resistencia a las cargas sísmicas, la contaminación, la radiación UV y las condiciones climáticas adversas.
·Diseñado para ofrecer fiabilidad a largo plazo con sistemas de aislamiento herméticamente sellados.
·Cumple plenamente con las últimas normas IEC e IEEE para transformadores de medida de muy alta tensión.

Un transformador de corriente de 245 kV (tipo «Top-core») es un transformador de medida de alto rendimiento diseñado para sistemas de transmisión de 220 kV. Su construcción con núcleo superior ofrece un excelente aislamiento, una transformación precisa de la corriente, una capacidad superior para soportar fallos y una larga vida útil, lo que lo convierte en una solución ideal para redes de transmisión de empresas de suministro eléctrico, centrales eléctricas, subestaciones industriales de muy alta tensión y conexiones a la red de energías renovables.