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Transformador de corriente de 145 kV (tipo «hair-pin»)

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Transformador de corriente de 145 kV

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El transformador de corriente de 145 kV (tipo horquilla) es un transformador de medida de alta tensión para uso en exteriores que se utiliza en subestaciones aisladas por aire (AIS) de 132 kV y 145 kV. Convierte con precisión las altas corrientes primarias en corrientes secundarias normalizadas (1 A o 5 A) para relés de protección, medición de energía, registro de fallos y automatización de subestaciones. El tipo «hair-pin» cuenta con un conductor primario integral en forma de U que forma un devanado primario de una sola vuelta, lo que proporciona una alta resistencia mecánica, un excelente rendimiento de aislamiento y un funcionamiento fiable.

Principio de funcionamiento
El transformador de corriente tipo «hair-pin» de 145 kV funciona según el principio de la inducción electromagnética.
Cuando la corriente alterna circula por el conductor primario en forma de U, se produce un flujo magnético alterno en el núcleo magnético. Este flujo variable induce una corriente proporcional en el devanado secundario, al tiempo que se mantiene el aislamiento eléctrico entre los circuitos primario y secundario.

Construcción
Un transformador de corriente típico de 145 kV tipo «hair-pin» consta de:
·Conductor primario integral en forma de U de cobre o aluminio
·Núcleo magnético toroidal de alta permeabilidad
·Múltiples devanados secundarios para medición y protección
·Sistema de aislamiento de papel impregnado en aceite (el más habitual)
·Aislador externo de porcelana o material compuesto
·Cámara de expansión de aceite o fuelle de acero inoxidable
·Caja de bornes secundaria
·Bornes de puesta a tierra
·Base de soporte de acero galvanizado
·Placa de identificación de acero inoxidable

Características
·Conductor primario en forma de horquilla de una sola vuelta.
·Excelente precisión de medición.
·Múltiples núcleos secundarios independientes.
·Alto rendimiento de aislamiento para sistemas de 145 kV.
·Alta capacidad de resistencia térmica y dinámica a cortocircuitos.
·Construcción para exteriores resistente a la intemperie.
·Bajas características de descargas parciales.
·Larga vida útil con un mantenimiento mínimo.

Valores nominales típicos
·Tensión máxima del sistema: 145 kV
·Frecuencia nominal: 50 o 60 Hz
·Corriente primaria: 200–4000 A
·Corriente secundaria: 1 A o 5 A
·Clase de precisión de medición: 0,1; 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S
·Clase de precisión de protección: 5P10; 5P20; 10P10; PX; TPX; TPY; TPZ
·Carga nominal: 10–60 VA
·Resistencia a impulsos de rayo: típicamente 650 kV
·Resistencia a la frecuencia industrial: típicamente 275 kV (1 min)
·Instalación: AIS en exteriores

Ventajas
·Alta precisión tanto para la protección como para la medición de consumo.
·Excelente coordinación de aislamiento para sistemas de 132/145 kV.
·El robusto conductor primario de una sola vuelta proporciona una elevada resistencia mecánica.
·Los múltiples núcleos secundarios permiten funciones independientes de medición y protección.
·Alta resistencia a las tensiones térmicas y mecánicas durante los cortocircuitos.
·Rendimiento fiable a largo plazo en condiciones ambientales exteriores.

Limitaciones
·Las unidades llenas de aceite requieren una inspección periódica del estado del aceite, las juntas y la integridad del aislamiento.
·Son más grandes y pesadas que los transformadores de corriente de media tensión moldeados en resina.
·Requieren un soporte estructural adecuado durante la instalación.
·El devanado secundario nunca debe quedar en circuito abierto mientras el primario esté energizado, ya que pueden inducirse tensiones peligrosas en los terminales secundarios.

Aplicaciones
Los transformadores de corriente de 145 kV tipo «hair-pin» se utilizan ampliamente en:
·Subestaciones de transmisión de 132 kV y 145 kV
·Compartimentos de líneas de transmisión
·Protección de transformadores de potencia
·Protección diferencial de barras colectoras
·Compartimentos de interruptores automáticos
·Medición comercial y de servicios públicos
·Subestaciones industriales de alta tensión
·Subestaciones de la red de energías renovables
·Estaciones de conmutación

Disposición típica de los núcleos secundarios
Núcleo 1 Medición comercial 0,2S
Núcleo 2 Medición operativa 0,5
Núcleo 3 Protección contra sobrecorriente y fallos a tierra 5P20
Núcleo 4 Protección diferencial de barras colectoras o transformadores PX / TPX / TPY / TPZ

Usos típicos
El transformador de corriente tipo «hair-pin» de 145 kV se utiliza ampliamente en subestaciones aisladas por aire de 132 kV y 145 kV para:
·Medición de corriente para el sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA)
·Medición de consumo y de energía de las empresas de servicios públicos
·Protección contra sobrecorriente y fallos a tierra
·Protección diferencial de transformadores y barras colectoras
·Registro de fallos y supervisión de perturbaciones
·Supervisión de la red y automatización de subestaciones

Su conductor primario integral de una sola vuelta, su alta rigidez dieléctrica, sus múltiples núcleos secundarios y su excelente precisión de medición lo convierten en una solución fiable para los modernos sistemas de transmisión de alta tensión, en los que la fiabilidad, la seguridad y la precisión son fundamentales.