El transformador de corriente (CT) es un equipo eléctrico para protección de relés y detección de fallas en sistemas de energía. Su función principal es convertir la corriente grande de un sistema primario en una corriente estandarizada más pequeña de un sistema secundario-basada en una relación de transformación específica-y transmitir esas señales de corriente a dispositivos de retransmisión, medidores o sistemas de control. El CT de protección proporciona una señal de corriente de falla confiable para el dispositivo de protección y una base importante para el funcionamiento rápido de los disyuntores cuando ocurren condiciones anormales como cortocircuito y desbordamiento.
Los CT de protección son un componente importante de los sistemas de protección de relés en subestaciones, líneas de transmisión y distribución, plantas de energía y sistemas de distribución industrial. Además de simplemente conmutar corrientes, deben mantener una salida de señal confiable bajo corrientes de falla altas para garantizar que la saturación prematura no comprometa la precisión de las decisiones de protección.
¿Qué es un transformador de corriente de protección?
El transformador de corriente de protección (PCT), comúnmente conocido como CT de protección, es un tipo de PCT especialmente diseñado para sistemas de protección de relés.
Se instala en el circuito principal de alta tensión o alta corriente, y su devanado principal está conectado al circuito en serie y protegido. A medida que la corriente fluye a través del devanado primario, el núcleo de hierro produce un flujo magnético, que da como resultado una corriente proporcional a la corriente primaria en el devanado secundario.
Considere, por ejemplo, un CT con una relación de transformación nominal de 600/5 A: cuando una sola corriente alcanza los 600 A nominales, la salida secundaria normal es de aproximadamente 5 A. Al monitorear la corriente secundaria, el dispositivo de protección del relé puede determinar el estado de operación del sistema primario.
La función de proteger el TC no es simplemente "deprimir" grandes corrientes, sino que una de sus características clave es su función en la detección de fallas. Las corrientes primarias pueden aumentar rápidamente durante eventos de cortocircuito-; por lo tanto, los CT de protección están diseñados para manejar altas corrientes de falla y fenómenos transitorios asociados.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de la protección del transformador de corriente?
El principio operativo básico de protección del CT es similar al de los transformadores de corriente estándar, que utilizan inducción electromagnética para convertir la corriente primaria en corriente secundaria.
El primer devanado está conectado al circuito monitoreado, mientras que el segundo devanado está conectado al dispositivo de protección del relé. Cuando la corriente cambia una vez, el flujo magnético en el núcleo de hierro también fluctúa, lo que hace que la corriente se genere en el devanado secundario. Los dispositivos de protección de relé no requieren contacto directo con circuitos primarios de alto-voltaje y alta-corriente; en cambio, obtienen señales de corriente secundaria proporcionales a la corriente primaria protegiendo los transformadores de corriente.
Este enfoque tiene dos propósitos importantes:
Primero, reduce el nivel de corriente manejado por el dispositivo de protección de relé, lo que permite que los dispositivos utilicen entradas de corriente secundarias estandarizadas.
En segundo lugar, el sistema de protección primaria de alto voltaje y el equipo de protección secundaria están separados eléctricamente, lo que mejora la seguridad de todo el sistema de protección.
Es importante tener en cuenta que el rendimiento real de la protección del CT depende no sólo de su relación de transformación, sino también de su clasificación de precisión, carga nominal, características de comportamiento del núcleo y de saturación en condiciones de corriente de falla.
¿Cuáles son las principales funciones de protección de los transformadores de corriente?
1. Señales de corriente para protección de relés.
Esta es la función principal de proteger el transformador de corriente.
Los dispositivos de protección de relés necesitan detectar cambios en la corriente del circuito para determinar si ha habido un cortocircuito o condiciones de sobrecorriente. El CT de protección convierte la corriente del sistema primario en una señal de corriente secundaria, que se transmite al dispositivo de protección del relé.
Cuando la corriente detectada alcanza el valor establecido de protección, el sistema de protección del relé puede enviar el comando de disparo de acuerdo con la lógica preestablecida.
Por lo tanto, la calidad de la señal proporcionada por el relé CT influye directamente en la toma de decisiones-del sistema de protección del relé.
2. Detección de cortocircuitos-y fallos de sobrecorriente
Cuando ocurre un cortocircuito en un sistema eléctrico, la corriente de falla suele ser significativamente mayor que la corriente normal.
Los transformadores de corriente de protección transmiten estos cambios de corriente al dispositivo de protección, lo que permite que el sistema detecte anomalías rápidamente.
En varios esquemas de protección, los CT de protección se pueden utilizar en combinación con protección contra sobrecorriente, protección transitoria ({0}}de acción rápida) y protección diferencial. De acuerdo con la estructura del sistema de energía, el equipo protegido y el esquema de protección del relé seleccionado, se determina la configuración específica.
3. Cooperar con los disyuntores para facilitar la resolución de problemas.
El CT de protección generalmente no interrumpe directamente la corriente de falla, pero es responsable de proporcionar la señal de corriente de falla.
Una vez que el dispositivo de protección del relé determina una falla en la línea basándose en una señal CT, envía una orden de salto al disyuntor, que luego aísla la falla en parte.
Por lo tanto, estos roles se pueden resumir de la siguiente manera:
El CT de protección es responsable de "detectar la corriente", el dispositivo de protección de relé es responsable de la "toma de decisiones" y el disyuntor es responsable de "interrumpir fallas".
Juntos, estos tres componentes constituyen la cadena de protección clave en el sistema eléctrico. Aislamiento eléctrico y conversión de señal.
El sistema principal generalmente opera en entornos de alto voltaje y alta corriente, lo que significa que los dispositivos de protección de relés a menudo no están conectados directamente al circuito principal.
Los transductores de corriente de protección (CT) utilizan inducción electromagnética para convertir la corriente primaria en señales adecuadas para equipos de protección secundarios, al tiempo que proporcionan aislamiento eléctrico entre los niveles primario y secundario.
Esto es fundamental para mejorar la seguridad de los equipos de protección y la confiabilidad del sistema.
¿Cuál es la diferencia entre CT de clase de protección-y CTS medidos?
Aunque ambos tipos de CT utilizan inducción electromagnética para la conversión de corriente, están diseñados para propósitos diferentes.
Los CT de clase de medición-se utilizan principalmente en amperímetros, medidores de energía y otros instrumentos de medición, centrándose en la precisión de la medición en el rango de corriente de trabajo normal.
Los CT de clase de protección- sirven principalmente para sistemas de protección de relés, por lo que es necesario prestar atención al rendimiento de la corriente de falla. Cuando se realiza un cortocircuito-, una sola corriente puede ser varias veces o más que una corriente de trabajo normal; por lo tanto, al seleccionar CT para protección, se deben seleccionar parámetros de rendimiento que cumplan con los requisitos del sistema de protección.
En resumen, los TI de medición priorizan "mediciones precisas durante las operaciones normales", mientras que los TI de protección priorizan "señales de protección confiables en caso de falla".
Al seleccionar CT, la idoneidad no puede juzgarse únicamente por la relación de transformación; También se deben tener en cuenta factores como el índice de precisión, la carga (carga), los requisitos de protección y las condiciones de falla del sistema.
¿Qué parámetros se deben considerar al seleccionar la capa protectora CT?
La selección debe basarse en los parámetros reales del sistema de energía.
En primer lugar, califique las corrientes primaria y secundaria-comúnmente conocidas como relación de transformación CT. Esta relación debe ser consistente con la corriente de trabajo normal de la línea de protección y los requisitos de protección específicos.
En segundo lugar, considere la categoría de precisión. Los niveles de precisión deben seleccionarse de acuerdo con las normas aplicables y el esquema de protección de relé específico; diferentes aplicaciones de protección pueden requerir diferentes niveles de precisión.
Además, se deben tener en cuenta parámetros como la carga nominal, la frecuencia nominal, el nivel de aislamiento nominal, el flujo de calor-a corto plazo, la corriente estable dinámica y el método de instalación.
Es una consideración importante proteger las características de saturación del CT bajo altas corrientes de falla en un sistema con estrictos requisitos de rendimiento de protección.
¿A qué deben prestar atención los CT de clase de protección-durante la instalación y el uso? Antes de instalar el transformador de corriente de protección (CT), verifique que los parámetros nominales del producto se ajusten a los requisitos reales del sistema y verifique la corrección de las conexiones primaria y secundaria.
En segundo lugar, se debe prestar especial atención a los aspectos de seguridad. Durante el funcionamiento normal, el circuito secundario del transformador de corriente no puede estar en estado abierto. Si la corriente fluye a través del lado primario cuando se abre el circuito secundario, se puede generar un voltaje peligrosamente alto en el lado secundario, lo que representa una amenaza para la integridad del aislamiento y la seguridad personal.
Además, el cableado, la conexión a tierra y la conexión de terminales del circuito auxiliar del CT deben cumplir con las especificaciones de diseño. Después de la instalación, se inspeccionará la polaridad, la relación de transformación, el aislamiento y el propio circuito secundario.
Los TI de protección a largo plazo-deben comprobarse periódicamente junto con el programa de mantenimiento del sistema de energía.
Conclusión:
El transformador de corriente de protección es un elemento básico importante en la protección de relés del sistema eléctrico. Su función principal es convertir la gran corriente del sistema principal en una señal de corriente adecuada para el equipo de protección de relés, proporcionando así los datos fundamentales para la detección de fallas, la lógica de protección de relés y el disparo del disyuntor.
En la aplicación práctica, la selección de CT protector requiere una evaluación integral de la relación de transformación actual; Se deben tener en cuenta el índice de precisión, la carga nominal, la corriente de falla, las características de saturación, el nivel de aislamiento y las condiciones de instalación.
Para subestaciones, líneas de transmisión y distribución, sistemas de generación de energía y equipos de distribución industrial, elegir un CT de protección que coincida con el esquema de protección ayuda a garantizar que el sistema de protección de relés reciba señales de corriente estables y confiables.
