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sábado, 6 de mayo de 2017

Elección de la potencia nominal y factor límite de precisión de transformadores de corriente (TC)



Para la elección de la potencia nominal de precisión Sn, y del factor límite de precisión FLP de los transformadores de corriente (TC) para alimentar relés electrónicos o digitales, deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones:

La intensidad que puede llegar a circular por el relé no debe ser en ningún caso superior a 80 veces la corriente nominal secundaria ISN del TC, o sea Imáx ≤ 80 ISN. Así por ejemplo, en TC de secundario 5 A, la intensidad por el relé no debe ser nunca superior a 80 x 5 = 400 A. Esta condición viene impuesta por la norma IEC - 60255, la cual fija como corriente térmica límite para los relés Iter = 80 ISn, durante un segundo. (para otros tiempos «t», rige la fórmula = 

). En consecuencia,  debe cumplirse que FLP’ < 80.

Para la intensidad de reglaje Ir del relé, debe cumplirse que FLP’ ≥ 2  Ir / ISn, siendo FLP’el factor límite de precisión real, o sea, el correspondiente a la carga real S del TC, e Sn la corriente nominal secundaria.

Estas condiciones nos indican si el relé de protección al ser alimentado por un TC, actuará o no correctamente sin saturarse. Para verificarlo, se presentan seguidamente 4 casos en los que se exponen situaciones reales:

Caso 1:

Se desea determinar la potencia nominal de precisión SN y el FLP de un TC para alimentar un relé digital y un convertidor de intensidad 4-20 mA

Intensidad secundaria: 5 A
Resistencia secundaria: 0,3 Ω,
Consumo del relé: 0,25 VA,
Consumo del convertidor de intensidad: 1 VA.
Conexión entre el TC y el relé más el convertidor ubicados ambos en el departamento de BT de la cabina de MT con los TC: línea de 4 m con conductor de 2,5 mm  cobre.

Consumo de línea:
0,5 (2 x 4)/2,5 = 1,6 VA.

Consumo total:
S = 0,25 + 1 + 1,6 = 2,85 VA.

para cualquier consumo S en VA diferente (mayor o menor) de la potencia nominal Sn, se cumple:


Donde:

FLP: factor límite de precisión,
Sn : potencia nominal de precisión (VA),
Isn : intensidad nominal secundaria (A),
RTC : resistencia del arrollamiento secundario. En TC de protección con secundario 5 A, la resistencia suele estar comprendida entre 0,2 a 0,4 Ω. En TC de protección con secundario 1 A, la resistencia es del orden de 1,5 a 3,5 Ω.

En base a esta fórmula y las condiciones antes indicadas, tendremos:


Si se elige para Sn el valor normalizado de 15 VA:

Se toma pues el valor normalizado inmediato inferior de 30, con lo cual el FLP’ correspondiente a la carga real S será:


Queda así asegurado que la corriente por el relé no llegará nunca a 80 In.

El TC será pues de 15 VA 5P30.

Condición de reglaje: Ir/Isn ≤ 65/2.

Caso 2:

Caso de un relé digital ubicado en un cuadro centralizado de protección y control, fuera del recinto con las cabinas de MT. Longitud de la línea entre el TI y relé: 25 m.

En este caso, puede ser conveniente elegir TC con secundario Isn = 1 A.,
Resistencia del secundario: 3 Ω,
Conductor de la línea: 2,5 mm , cobre,
Consumo del relé: 0,25 VA,
Consumo de un convertidor de intensidad: 1 VA,

Consumo total:

S = 0,25 + 1 + 0,02 (2x25) / 2,5 = 1,65 VA.

Si se elige para Sn el valor normalizado de 15 VA

FLP (15 + 3 x 12 ) = 80 (1,65 + 3 x 12 ) = 372


Se elige el valor normalizado 15, con lo cual:


El TC será pues de 15 VA 5P15

Condición de reglaje: Ir/Isn ≤ 58/2.

Caso 3:

Se quiere sustituir un relé electromecánico por un relé digital.

Las características de los TC existentes son 50 VA, 5P20, con  secundario de 5 A.
La medida de la resistencia secundaria, nos da un valor de 0,3 Ω.
La línea entre el TC y el relé es de 4 m (ida y vuelta), en conductor de cobre de 2,5 mm.
El consumo del relé digital es de 0,25 VA.

El consumo total será:

S = 0,25 + 0,5 (2 x 4) / 2,5 = 1,85 VA,

El FLP’ (Factor Límite de Precisión) real correspondiente a la carga S lo deducimos de la fórmula:

20(50 + 0,3 x 52) = FLP’ (1,85 + 0,3 x 52)


Por lo que este valor no es admisible para el relé.

La solución consiste en aumentar la carga del secundario, conectando una resistencia óhmica en serie con el relé. El consumo SR y el valor R de esta resistencia se calcula:

20(50 + 7,5) = 80(1,85+ SR + 7,5) 


Elegimos una resistencia de 0,25 Ω con lo cual SR = 0,25 x 52  = 6,25 VA,

El consumo total será:

1,85 + 6,25 = 8,1 VA,

Y por tanto:


Quedando asegurado que la corriente por el relé no llegará nunca a 80 In

Caso 4:

Una cabina existente está equipada con TC: 50/5 15 VA 5P10. Por motivos de selectividad amperimétrica se requiere regular el relé por encima del FLP = 10 de estos TC, o sea de 10 Isn. Verificar si es posible.

Consumo del relé digital: 0,25 VA.
Conexión TC + relé: línea 3 m conductor 4 mm2, cobre,
Resistencia de secundario: 0,25 Ω,

Consumo total:

0,25 + 0,5 (3 x 2) / 4 = 1 VA.

10(15 + 0,25 x 52) = FLP’ (1 + 0,25 x 52)


Es pues posible regular por encima de 10 ISn.



POST EN PDF EN LA SIGUIENTE URL:

http://www.mediafire.com/file/b5mlxhamml7wr5m/Elecci%C3%B3n_Sn_y_FLP_de_un_TC.pdf


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