Que se debe ter en conta ao escoller un transformador de corrente para un circuito de transformador de estación de 10kV

Compartindo Experiencia Práctica de un Ingeniero Eléctrico en el Campo
Por James, 10 Años en la Industria Eléctrica

Hola a todos, soy James, y he estado trabajando en la industria eléctrica durante 10 años.

Desde mi temprana participación en el diseño de subestaciones y la selección de equipos, hasta la posterior toma de responsabilidad en la puesta en marcha de sistemas de protección y automatización para proyectos completos, uno de los dispositivos que más uso en mi trabajo ha sido el transformador de corriente (TC).

Recientemente, un amigo que está empezando me preguntó:

“¿En qué debo fijarme al seleccionar transformadores de corriente para circuitos de transformadores de estación de 10kV?”

¡Gran pregunta! Muchas personas piensan que elegir un TC se trata solo de la relación de corriente nominal — pero para realmente adaptarse a las necesidades de un circuito, es necesario considerar múltiples factores.

Hoy, compartiré con ustedes, en términos sencillos — basado en mi experiencia práctica de los últimos años — cuáles son los puntos clave a tener en cuenta al seleccionar TCs para circuitos de transformadores de estación de 10kV, qué significa cada parámetro y cómo hacer la elección correcta.

Sin jerga complicada, sin normas interminables — solo conocimientos prácticos que puedes usar en la vida real.

1. ¿Por qué es importante seleccionar cuidadosamente los TCs para los circuitos de transformadores de estación?

Aunque el transformador de servicio de la estación no es el transformador principal, desempeña un papel crítico en el suministro de energía interna dentro de una subestación — incluyendo la energía de control, iluminación, energía de mantenimiento y sistemas UPS.

Si el transformador de estación falla o su protección no funciona correctamente, podría llevar a:

• Pérdida de energía de control;

• El sistema DC pierde la capacidad de carga;

• La subestación completa se apaga.

Y dado que el transformador de corriente es el componente central para la protección y medición, su selección afecta directamente si la protección es confiable y las mediciones son precisas.

Así, elegir el TC correcto = seguridad + fiabilidad + rentabilidad.

2. Seis Puntos Clave al Seleccionar TCs para Circuitos de Transformadores de Estación de 10kV

Basándome en mis 10 años de experiencia en campo y práctica de proyectos, aquí están las seis consideraciones más importantes:

Punto 1: Corriente Primaria y Secundaria Nominal

Objetivo: Asegurar que el TC funcione normalmente y cumpla con los requisitos de sensibilidad de protección.

Este es el parámetro más básico e importante.

Combinaciones comunes:

• Corriente primaria: 50A, 75A, 100A, 150A (dependiendo de la capacidad del transformador de estación)

• Corriente secundaria: 5A o 0.5A (la mayoría de los dispositivos de protección modernos usan 0.5A)

Mi consejo:

• Normalmente, elige la corriente primaria como 1.2~1.5 veces la corriente nominal del transformador de estación;

• Para la protección basada en microprocesadores, prefiere la salida de 0.5A para reducir la carga secundaria;

• Evita seleccionar una clasificación demasiado alta — de lo contrario, la precisión puede ser pobre a bajas corrientes, afectando el rendimiento de la protección.

Punto 2: Clase de Precisión Adecuada para la Aplicación

Objetivo: Asegurar que diferentes funciones (como protección, medición, contabilización) reciban señales precisas.

Diferentes aplicaciones requieren diferentes niveles de precisión.

Clases comunes:

• Bobina de medición: Clase 0.5

• Bobina de contabilización: Clase 0.2S

• Bobina de protección: 5P10, 5P20, 10P10, etc.

Mi experiencia:

• Los circuitos de transformadores de estación generalmente no requieren medición de alta precisión a menos que haya facturación involucrada;

• Las bobinas de protección deben mantener la linealidad durante cortocircuitos;

• Se recomienda utilizar TCs de múltiples bobinas para mayor flexibilidad.

Punto 3: Capacidad Nominal de Salida (Valor VA)

Objetivo: Asegurar que el TC pueda alimentar los medidores o dispositivos de protección conectados.

Una capacidad insuficiente puede causar caída de tensión, afectando la precisión de la medición o la operación de la protección.

Fórmula de cálculo:

Carga Total = Impedancia del Cable + Impedancia de Entrada del Instrumento/Dispositivo de Protección

Mi consejo:

• Generalmente, elige entre 10–30 VA;

• Los dispositivos de protección basados en microprocesadores consumen menos potencia — se acepta una capacidad menor;

• Si el cable secundario es largo (por ejemplo, más de 50 metros), aumenta la capacidad adecuadamente;

• No selecciones una capacidad demasiado alta — evita la saturación del núcleo.

Punto 4: Verificación de Estabilidad Térmica y Dinámica

Objetivo: Asegurar que el TC pueda soportar la corriente de cortocircuito sin dañarse.

En sistemas de 10kV, las corrientes de cortocircuito pueden alcanzar miles de amperios.

Cómo hacerlo:

• Verifica la corriente máxima de cortocircuito (Ik);

• Verifica la corriente de estabilidad térmica (It) y la corriente de estabilidad dinámica (Idyn) del TC;

• Generalmente, It ≥ Ik (durante 1 segundo), Idyn ≥ 2.5 × Ik

Caso real: Una vez tuve un TC que explotó después de un cortocircuito — resultó que la corriente de estabilidad dinámica no cumplía con los requisitos del sistema. Reemplazarlo con un TC de mayor calificación solucionó el problema.

Punto 5: Método de Instalación y Tipo de Estructura

Objetivo: Asegurar que el TC sea fácil de instalar y mantener, y que se ajuste al espacio disponible.

Tipos comunes de TC incluyen:

• De núcleo (común en armarios de distribución)

• De poste (adecuado para uso al aire libre)

• De buje (a menudo utilizado en transformadores)

Mi consejo:

• En armarios de 10kV, los TC de núcleo son los más comunes;

• Asegúrate de que el tamaño del conductor se ajuste al diámetro del agujero del núcleo;

• Para espacios reducidos, considera TCs de núcleo dividido para facilitar la instalación y extracción;

• En ambientes húmedos o corrosivos, elige modelos resistentes a la humedad o a la corrosión.

Punto 6: Polaridad y Método de Conexión

Objetivo: Asegurar que la dirección de la señal a los relés de protección e instrumentos sea correcta, evitando malos juicios.

Una polaridad incorrecta puede llevar a:

• Mal funcionamiento o fallo de la protección;

• Juicio erróneo de la dirección del flujo de potencia;

• Falsas alarmas en la protección diferencial.

Mi experiencia:

• Todos los TCs deben marcar claramente los terminales de polaridad (P1, P2);

• Utiliza la conexión de polaridad reductora de manera consistente;

• Realiza siempre una prueba de polaridad después de la instalación o mantenimiento;

• Usa un probador de polaridad dedicado o el método DC para la verificación.

3. Otros Consejos Prácticos

Además de los seis puntos clave anteriores, aquí hay algunas otras notas importantes:

Configuración de Múltiples Bobinas：

• Bobinas separadas para protección, medición y contabilización para evitar interferencias;

• Reserva bobinas de repuesto para futuras expansiones.

Características de Excitación：

• Especialmente para bobinas de protección, buenas características de excitación mejoran la fiabilidad de la protección;

• Si es posible, realiza una prueba de curva de excitación para confirmar el rendimiento del núcleo.

Referencia de Selección de Muestra para un Transformador de Estación de 50kVA

4. Mis Sugerencias Finales

Como alguien con 10 años de experiencia en campo, quiero recordar a todos los profesionales:

“No mires solo el número de modelo — siempre considera el circuito real, la configuración de protección y el entorno de instalación al seleccionar un TC.”

Especialmente en circuitos de transformadores de estación de 10kV, que parecen "simples", una selección inadecuada a menudo lleva a consecuencias graves.

Aquí están mis recomendaciones para diferentes roles:

Para el Personal de Mantenimiento:

• Aprende a leer la información de la placa de identificación del TC;

• Entiende el significado de los parámetros básicos;

• Familiarízate con los métodos de prueba de polaridad;

• Informa cualquier anomalía de inmediato.

Para el Personal Técnico:

• Domina los métodos de cálculo para la selección de TCs;

• Entiende las características de las bobinas de protección;

• Sabe cómo interpretar los parámetros de cortocircuito del sistema;

• Sé capaz de analizar las curvas de excitación.

Para Gerentes o Equipos de Compras:

• Define claramente las especificaciones técnicas;

• Elige fabricantes de buena reputación con calidad estable;

• Solicita informes de pruebas completos a los proveedores;

• Mantén registros de equipos para rastreabilidad.

5. Pensamientos Finales

Los transformadores de corriente pueden parecer pequeños, pero son los ojos y oídos de todo el sistema de potencia.

No se trata solo de reducir la corriente — son la base de la protección, la fundación de la contabilización y la garantía de la seguridad.

Después de 10 años en el campo eléctrico, a menudo digo:

“Los detalles determinan el éxito o el fracaso, y una selección adecuada asegura la seguridad.”

Si alguna vez te encuentras con dificultades al seleccionar TCs, lidiando con operaciones frecuentes de protección incorrecta, o no estás seguro de si tus parámetros son adecuados, no dudes en contactarme — estaré encantado de compartir más experiencias prácticas y soluciones.

¡Que cada transformador de corriente opere de manera estable y segura, protegiendo la precisión y la confiabilidad de nuestra red de potencia!

— James