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Transformador de corriente de 123 kV (tipo «Top-core»)

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Transformador de corriente de 123 kV

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El transformador de corriente de 123 kV (tipo «Top-core») es un transformador de medida de alta tensión para uso en exteriores, diseñado para sistemas de 123 kV (utilizado habitualmente en redes de transmisión de 110 kV). Convierte la alta corriente primaria en una corriente secundaria normalizada (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 el diseño de núcleo superior, 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 el aislamiento necesario respecto a tierra. Esta configuración ofrece una excelente coordinación del aislamiento, una alta precisión de medición y un rendimiento 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 de consumo, el sistema SCADA y la supervisión de la calidad de la energía.
·Permite la detección rápida de sobrecargas, cortocircuitos y fallos a tierra.

Construcción
Un transformador de corriente típico de 123 kV con núcleo superior consta de:
Conductor primario
-Conduce toda la corriente del sistema.
-Atraviesa el núcleo magnético situado en el cabezal superior.
Núcleo magnético
-Fabricado con acero al silicio de alta permeabilidad o material nanocristalino.
-Optimizado para bajas pérdidas y alta precisión.
Bobinados secundarios
-Núcleos de medición para una medición de precisión.
-Núcleos de protección para el funcionamiento de los relés en condiciones de fallo.
-Disponibilidad de múltiples núcleos secundarios independientes.
Conjunto de la parte superior del núcleo
-Aloja el núcleo magnético y los devanados secundarios.
-Sellado herméticamente para evitar la entrada de humedad.
Sistema de aislamiento
-Aislamiento de papel impregnado en aceite (el más habitual para los AIS).
-Aislamiento con gas SF₆ para aplicaciones GIS.
-Aislamiento compuesto disponible para entornos hostiles o contaminados.
Aislador de porcelana o compuesto
-Proporciona aislamiento externo y soporte mecánico.
-Diseñado para ofrecer una elevada resistencia mecánica y eléctrica.
Sistema de expansión de aceite
-Conservador o fuelle de acero inoxidable para compensar los cambios de volumen del aceite.
Caja de bornes
-Contiene bornes secundarios, puntos de puesta a tierra y enlaces de prueba.

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal: 123 kV
·Tensión máxima del sistema: 123 kV
·Tensión nominal del sistema: 110 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.
4. La corriente secundaria estandarizada (1 A o 5 A) se suministra a los dispositivos de medición y a los relés de protección.
5. El aislamiento eléctrico entre los circuitos primario y secundario garantiza un funcionamiento seguro de los equipos de control y protección.

Ventajas
· Alta precisión de medición y protección.
·Excelente rendimiento de aislamiento para aplicaciones de alta tensión.
·Construcción compacta con núcleo superior.
·Elevada capacidad de resistencia térmica y a cortocircuitos dinámicos.
·Múltiples núcleos independientes de medición y protección.
·Funcionamiento fiable en condiciones ambientales adversas.
·Mantenimiento mínimo con una larga vida útil, que suele superar los 30 años.
·Apto tanto para subestaciones aisladas al aire (AIS) como para subestaciones aisladas con gas (GIS).

Aplicaciones típicas
·Subestaciones de transmisión de 110 kV
·Redes de transmisión de empresas de servicios públicos
·Subestaciones industriales de alta tensión
·Interconexión de la red de energías renovables
·Puestos de conmutación de generación de energía
·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)

Características típicas
·Clase de tensión: 123 kV
·Tensión del sistema: 110 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 la construcción.
·Disponible con aislantes de porcelana o de compuesto de caucho de silicona.
·Admite múltiples núcleos secundarios para la medición y la protección simultáneas.
·Diseñado para soportar condiciones climáticas adversas, contaminación, cargas sísmicas y altas corrientes de fallo.
·Cumple plenamente con las normas modernas de transformadores de medida de la IEC y el IEEE.

Un transformador de corriente de 123 kV (tipo de núcleo superior) es un transformador de medida robusto y de gran precisión, ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de 110 kV. Su construcción con núcleo superior ofrece un excelente rendimiento de aislamiento, una protección y una precisión de medición fiables, así como una fiabilidad a largo plazo, lo que lo convierte en la opción ideal para subestaciones de servicios públicos, industriales y de energías renovables.