En los reconectadores inteligentes de media tensión, como las unidades Rockwill, el TC integral se especifica comúnmente a 400/1 A. La razón no es que "1 A sea más preciso". Es que un secundario de 1 A se adapta a un controlador digital, reduce la carga del secundario, tolera los largos tramos de cable de las instalaciones montadas en postes y comprime la corriente de cortocircuito del secundario en un rango donde el muestreo electrónico es cómodo.
Con la misma impedancia del circuito secundario, la carga nominal de un TC de 1 A es solo 1/25 de la de un TC de 5 A, porque S = I² × Z. Por lo tanto, el cableado de larga distancia puede utilizar una sección transversal de cable menor, y los núcleos de protección tienen menos probabilidades de saturarse prematuramente bajo una carga pesada.
Instalación en sitio de reconectador Rockwill montado en poste
Un transformador de corriente (TC) reduce una corriente primaria grande a una corriente secundaria pequeña estándar. La norma IEC 61869-2 cubre los TC de salida de corriente, donde 1 A y 5 A son los valores secundarios nominales habituales; el antiguo sistema chino GB también incluye 1 A, 2 A y 5 A. Una relación de 400/1 A significa 1 A en el secundario cuando la primaria transporta 400 A, mientras que 400/5 A significa 5 A en el secundario con la misma corriente primaria.
Lo que se conecta aguas abajo determina la elección. Los controladores digitales de reconectadores y los terminales de alimentación propia prefieren una corriente pequeña y una carga ligera; los relés electromagnéticos heredados y los medidores analógicos prefieren la señal más grande de 5 A.
La carga secundaria del TC (en VA) es aproximadamente S = I_s² × Z, donde I_s es la corriente secundaria nominal y Z es la impedancia de entrada del controlador más la resistencia del bucle del cable más la resistencia de contacto del terminal. Con la misma Z, un TC de 400/1 A consume 1²Z = Z VA, mientras que un TC de 400/5 A consume 5²Z = 25Z VA.
En otras palabras, un esquema de 5 A necesita 25 veces la carga. El resultado práctico es que 1 A permite un cable secundario más delgado y un VA nominal menor, y se adapta mucho mejor a la entrada de carga ligera de un controlador digital.
La siguiente comparación asume una carga nominal igual y una sección transversal de cobre igual. Las cifras son valores de referencia; en la práctica, verifíquelas con la resistencia real del cable y la entrada del controlador.
| Carga nominal y secundario | 1 mm² | 1,5 mm² | 2,5 mm² | 4 mm² |
|---|---|---|---|---|
| 2,5 VA, 1 A | aproximadamente 69 m | aproximadamente 108 m | aproximadamente 178 m | aproximadamente 277 m |
| 2,5 VA, 5 A | aproximadamente 2,8 m | aproximadamente 4,3 m | aproximadamente 7,1 m | aproximadamente 11,1 m |
| 10 VA, 1 A | aproximadamente 276 m | aproximadamente 432 m | aproximadamente 712 m | aproximadamente 1108 m |
| 10 VA, 5 A | aproximadamente 11,4 m | aproximadamente 17 m | aproximadamente 28,5 m | aproximadamente 44,3 m |
En un reconectador montado en poste, la distancia desde el TC en el poste hasta el controlador debajo del poste puede ser de decenas de metros, por lo que la ventaja de 1 A es evidente. Un diseño de 5 A a la misma distancia requeriría un cable más grueso o una carga nominal del TC más alta.
Una vez que la carga total del circuito secundario excede la carga nominal del TC, el error de relación y el desplazamiento de fase aumentan. Bajo corriente de falla, un núcleo de protección que soporta demasiada carga puede saturarse prematuramente y exceder su límite de error compuesto.
Dado que 1 A reduce los VA producidos por la misma resistencia en un factor de 25, es mucho más probable que la carga real se mantenga por debajo de la carga nominal, lo que deja un mayor margen de precisión. La resistencia del cable también debe calcularse a la temperatura máxima de operación, no a temperatura ambiente.
Cálculo aproximado sobre la relación ideal, ignorando la saturación y la limitación de la clase de protección:
| Corriente primaria | 400/1 A secundario | 400/5 A secundario |
|---|---|---|
| 10 kA | aproximadamente 25 A | aproximadamente 125 A |
| 16 kA | aproximadamente 40 A | aproximadamente 200 A |
| 20 kA | aproximadamente 50 A | aproximadamente 250 A |
Con un secundario de 5 A, una falla severa exige cientos de amperios del TC, lo que impone requisitos mucho más exigentes en la capacidad del devanado, el cable, los terminales, las resistencias de muestreo y el rango de medición del controlador. El secundario de 1 A reduce la corriente de falla secundaria en un factor de cinco, lo que proporciona un margen considerablemente mayor para el filtrado de Fourier de onda completa, la identificación de armónicos y el registro de fallas.
Polo de resina epoxi APG con TC integrado
Un reconectador inteligente puede obtener energía del TC de línea, con un controlador basado en microprocesador que maneja la lógica de sobrecorriente, falla a tierra y reconexión de forma independiente a un panel de protección externo. Las entradas de corriente de los IED digitales típicamente consumen una fracción de una VA hasta unas pocas VA.
Un TC de 1 A emparejado con una carga nominal pequeña (por ejemplo, 1,5, 2,5, 3 o 5 VA, según los datos del fabricante del controlador) es más económico que uno de 5 A. Las soluciones de automatización de redes inteligentes de Rockwill enfatizan la automatización de la red y el monitoreo remoto de IED, y tales aplicaciones favorecen una corriente secundaria pequeña.
Cuando un núcleo de medición, un núcleo de protección y un terminal de automatización de alimentadores se alimentan desde la misma fuente, cada incremento de impedancia ΔZ añade carga de la siguiente manera:
Por lo tanto, la expansión de la automatización es mucho más tolerante al crecimiento de la carga. Aun así, mantenga los núcleos de medición y los núcleos de protección separados siempre que sea posible, para que sus cargas no se sumen en serie.
Una aclaración. Un TC de 1 A no es "más seguro" simplemente porque su valor nominal sea menor. El secundario de un TC energizado nunca debe dejarse abierto. El voltaje inducido a través de un secundario abierto depende de la relación, el número de espiras, el núcleo y la clase de protección, y no se puede decir en general que un secundario abierto de 1 A sea más benigno. Elegir 1 A es una decisión de carga y muestreo, no una decisión de seguridad.
Para una nueva instalación de reconectador inteligente en exteriores, ninguna de estas restricciones aplica, por lo que 400/1 A es la opción preferida.
Los reconectadores inteligentes de clase Rockwill utilizan un TC integral de 400/1 A en lugar de 400/5 A por las siguientes razones principales. Con una entrada de controlador electrónico de baja VA, la carga nominal es solo 1/25 del valor de 5 A, siguiendo S = I² × Z. En tramos de cable largos montados en postes, la caída de tensión es pequeña y se puede utilizar un conductor más delgado. La carga real puede mantenerse fácilmente por debajo de la VA nominal, por lo que es menos probable que un núcleo de protección se sature por una carga excesiva durante una falla. Una falla de 10 a 25 kA proporciona una corriente secundaria ideal de aproximadamente 25 a 62.5 A, lo cual se adapta mucho mejor al muestreo digital y a los terminales autoalimentados que los 125 a 312.5 A de un esquema de 5 A. Cuando se conectan varios IED en paralelo, la carga adicional es pequeña. Cuando se requiere compatibilidad con relés heredados de 5 A, o cuando los medidores analógicos de panel se encuentran cerca dentro del equipo de maniobra, o cuando el propietario exige 5 A, se puede suministrar bajo pedido una versión de 400/5 A. Para los nuevos reconectadores de automatización en exteriores, se recomienda 400/1 A.
Producción en masa de reconectadores Rockwill
P: ¿Es un TC de 400/1 A más preciso que un TC de 400/5 A?
R: No necesariamente. La precisión depende de la clase de precisión, la carga nominal, la carga real y la temperatura. La ventaja de 1 A es que, con la misma resistencia del cable, produce una carga menor, por lo que en un tramo largo es más fácil mantener la carga real por debajo de la VA nominal y es menos probable que se pierda precisión. La relación en sí no es inherentemente más precisa.
P: Para un reconectador montado en poste con un tramo de 50 m, ¿debo usar 1 A o 5 A?
R: Con un controlador digital y una entrada de VA pequeña, se prefiere 1 A. Para el mismo cable de 2.5 mm² y 2.5 VA, un secundario de 1 A puede alcanzar teóricamente más de cien metros, mientras que un secundario de 5 A alcanza solo unos 7 m. En una aplicación de 50 m, un diseño de 5 A normalmente necesitaría una VA sustancialmente mayor o un cable más grueso.
P: ¿Es más seguro un circuito abierto en un TC de 1 A?
R: No se puede juzgar de esa manera. El peligro de un secundario abierto depende de la corriente primaria, la relación, el número de espiras, el núcleo y la clase de protección. Ya sea que el secundario sea de 1 A o 5 A, debe estar en cortocircuito mientras el TC esté energizado, y nunca se permite un circuito abierto.
P: ¿Se puede convertir una subestación que es enteramente de 5 A a un reconectador Rockwill de 1 A?
R: Sí, pero si los relés o medidores aguas abajo solo aceptan 5 A, necesitará TC auxiliares, convertidores de señal o una versión de 5 A del reconectador. Para un sistema nuevo y totalmente digital, 1 A es la opción más económica.
P: ¿Exige la IEC 1 A o 5 A?
R: No, no hay una elección obligatoria entre los dos. La IEC 61869-2 cubre los requisitos de precisión, carga y clase de protección para los TC de salida de corriente con valores nominales de 1 A y 5 A. La elección depende de la longitud del cable, el equipo aguas abajo y la verificación de saturación.
Editado desde：Garca
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