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Transformador de corriente de 145 kV (tipo «Top-core»)

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Transformador de corriente de 145 kV

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El transformador de corriente de 145 kV (tipo «Top-core») es un transformador de medida de alta tensión para uso en exteriores, diseñado para sistemas de 145 kV y utilizado habitualmente en redes de transmisión de 132 kV. Convierte 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.

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 este conjunto superior, mientras que el aislador de porcelana o compuesto soporta la sección activa y proporciona aislamiento respecto a tierra. Este diseño ofrece una alta precisión de medición, una excelente coordinación de aislamiento y un funcionamiento fiable a largo plazo en subestaciones al aire libre.

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

Construcción
Un transformador de corriente típico de 145 kV con núcleo superior consta de:
Conductor primario
-Conduce toda la corriente de transmisión.
-Atraviesa el núcleo magnético situado en el cabezal superior.
Núcleo magnético
-Fabricado con acero al silicio de alta permeabilidad o material nanocristalino.
-Optimizado para una baja corriente de excitación y pérdidas mínimas en el núcleo.
Bobinados secundarios
-Bobinados de medición para una medición de precisión.
-Bobinados de protección para el funcionamiento de los relés en caso de fallo.
-Se pueden suministrar múltiples núcleos secundarios independientes.
Conjunto del núcleo superior
-Aloja el núcleo magnético y los bobinados secundarios.
-Sellado herméticamente contra la humedad y la contaminación ambiental.
Sistema de aislamiento
-Aislamiento de papel impregnado en aceite para subestaciones convencionales aisladas por aire (AIS).
-Aislamiento con gas SF₆ para subestaciones aisladas por gas (GIS).
-Aislamiento compuesto disponible para entornos con altos niveles de contaminación.
Aislador de porcelana o compuesto
-Proporciona aislamiento externo y soporte mecánico.
-Diseñado para soportar tensiones ambientales y sísmicas.
Sistema de expansión de aceite
-Conservador o fuelle de acero inoxidable para compensar las variaciones de volumen del aceite.
Caja de bornes
-Contiene bornes secundarios, instalaciones de puesta a tierra y enlaces de prueba.

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal: 145 kV
·Tensión máxima del sistema: 145 kV
·Tensión nominal del sistema: 132 kV
·Frecuencia: 50/60 Hz
·Corriente primaria: 100–4000 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 40 kA (1 s)
·Corriente dinámica: hasta 100 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 genera 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 medida y a los relés de protección.
5. El aislamiento eléctrico completo entre los circuitos primario y secundario garantiza el funcionamiento seguro de los equipos de medida y protección.

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

Aplicaciones típicas
·Subestaciones de transmisión de 132 kV
·Redes de transmisión de empresas de servicios públicos
·Subestaciones industriales de alta tensión
·Interconexiones de redes de energías renovables
·Centros de conmutación de generación eléctrica
·Subestaciones de tracción ferroviaria
·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: 145 kV
·Tensión del sistema: 132 kV
·Relación de corriente: 200/1 A, 600/1 A, 1200/1 A, 2000/1 A, 3000/1 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.
·Diseñado para soportar altas corrientes de fallo, cargas sísmicas, exposición a los rayos UV y contaminación intensa.
·Cumple plenamente con las normas modernas de la IEC y el IEEE para transformadores de medida de alta tensión.

Un transformador de corriente de 145 kV (tipo «Top-core») es un transformador de medida de alto rendimiento desarrollado específicamente para sistemas de transmisión de 132 kV. Su construcción con núcleo superior proporciona un aislamiento superior, una transformación de corriente precisa, una gran capacidad de resistencia a las fallas y una fiabilidad operativa a largo plazo, lo que lo hace idóneo para subestaciones de servicios públicos, industriales y de energías renovables.