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Transformador de corriente de 72,5 kV (tipo «Top-core»)

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Transformador de corriente de 72,5 kV

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El transformador de corriente de 72,5 kV (tipo «Top-core») es un transformador de medida de alta tensión para uso en exteriores, diseñado para sistemas de 72,5 kV (utilizado habitualmente en redes de transmisión y subtransmisión de 66 kV). Transforma con precisión una corriente primaria elevada 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 los equipos secundarios 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 de corriente. El conductor primario atraviesa este conjunto superior, mientras que el aislante de porcelana o compuesto soporta la parte activa y proporciona el aislamiento necesario respecto a tierra. Este diseño ofrece un excelente rendimiento eléctrico, una construcción compacta y una alta fiabilidad para subestaciones al aire libre.

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

Construcción
Un transformador de corriente típico de 72,5 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.
-Diseñado para ofrecer bajas pérdidas y una alta precisión de medición.
Bobinados secundarios
-Bobinados de medición para una medición precisa de la energía.
-Bobinados de protección para el funcionamiento de los relés en caso de fallo.
-Se pueden suministrar múltiples núcleos secundarios.
Conjunto del núcleo superior
-Contiene el núcleo magnético y los devanados secundarios.
-Sellado para protegerlo contra la humedad y los contaminantes.
Sistema de aislamiento
-Aislamiento de papel impregnado en aceite (el más habitual).
-Aislamiento con gas SF₆ para aplicaciones GIS.
Aislamiento compuesto disponible para entornos contaminados.
-Aislador de porcelana o compuesto
-Proporciona aislamiento externo y soporte mecánico.
Sistema de expansión de aceite
-Dispositivo de expansión tipo conservador o de fuelle para unidades llenas de aceite.
Caja de bornes
-Contiene bornes secundarios, conexiones a tierra y enlaces de prueba.

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal: 72,5 kV
·Tensión máxima del sistema: 72,5 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 genera un flujo magnético en el interior del núcleo.
3. El flujo magnético induce una corriente proporcional en los devanados secundarios según la relación de transformación.
4. La corriente secundaria normalizada (1 A o 5 A) se suministra a los instrumentos de medición y a los relés de protección.
5. El transformador mantiene una transformación de corriente precisa, al tiempo que proporciona aislamiento galvánico entre los circuitos de alta y baja tensión.

Ventajas
· Alta precisión de medición y protección.
·Diseño compacto con núcleo superior y aislamiento eficiente.
·Excelente capacidad de resistencia a cortocircuitos.
·Rendimiento fiable en entornos exteriores.
·Disponibilidad de múltiples núcleos de medición y protección.
·Bajos requisitos de mantenimiento.
·Larga vida útil, que suele superar los 30 años.
·Apto tanto para subestaciones convencionales como para instalaciones GIS.

Aplicaciones típicas
·Subestaciones de transmisión de 66 kV
·Redes de subtransmisión de servicios públicos
·Sistemas eléctricos industriales
·Conexiones a la red de energías renovables
·Estaciones 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: 72,5 kV
·Tensión del sistema: 66 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

El transformador de corriente de 72,5 kV (tipo «top-core») es un transformador de medida de alta tensión fiable y ampliamente utilizado en sistemas de transmisión y subtransmisión de 66 kV. Su diseño «top-core» ofrece un excelente rendimiento de aislamiento, una medición precisa de la corriente, una gran resistencia a las fallas y una fiabilidad a largo plazo para subestaciones eléctricas e industriales.