Cargabilidad de los TCs de Protección

[Andres Felipe Jaramillo]

Hola:

Una duda:

¿La cargabilidda de los TCs se analiza en régimen de estado estable o en régimen de falla.?

Me explico:

Si un circuito tiene una impedancia de 0.5 Ohm, la cargabilidad aportada por el cable será de 12.5 VA para una corriente de 5A, pero de 200 VA para una corriente de 4 xIN equivalente a 20 A.

Si el TC es de 20 VA, se podría decir ene l primer caso que no hay problemas, pero ene l segundo caso, que el error en la señal secundaria sería alto.

Gracias, no encuentro la respuesta aunen loslibros que leo.  Todos hacen cuentas con 5A, pero no con la I de falla secundaria.

Andres FElipe

Cali-Col

[omar graterol]

Andres Felipe, por lo que entiendo estas planteando un caso PRESICION del TC, con varios niveles de corriente y una impedancia, que pudiera ser la impedancia del circuito secundario incuyendo la impedancia del TC.   Buen en todo caso antes de analizar lo que planteas, quiero fijar algunos aspectos o conceptos que es necesario conocer para la aplicacion y analisis de la cargabilidad de un TC: 1- La precision de un TC, esta garantizada para cualquier corriente secundaria entre 1 y 20 veces su Inominal en el secundario. Siendo 5 Amp. su corriente nominal secundario, la precision del TC estara garantizada con valores de corriente en el secundario hasta 100 Amp. (20 x 5). 2-La precision de un TC, es de un maximo del 10% (La desviacion no debe exceder del 10%) en todo el rango entre 1 y 20 veces su corriente nominal del secundario. 3-El voltaje que resulta de multiplicar 20 veces la corriente, por la impedancia, corresponde al voltaje secundario que ubica al TC dentro rango proporcional de la curva de saturacion, a partir del cual puede entrar en saturacion y el error se amplifica (Se eleva por encima del 10%).   Segun los datos que das en tu consulta, creo que te refieres a un TC con las siguientes caracteristicas: Tipo de TC Clase (Burden) Resisntencia en Ohmios Inductancia en mili-Henrios Impedancia Ohmios Volti-Amperios Factor de Potencia Medicion B-05 0,45 0,58 0,5 12,5 0,9   Datos tomados de la norma IEEE-C.57-13 Standard Requirements For Instrument Transformer.   Analizando especificamente tu caso, el cual copio a continuacion para facilitar mis comentarios:   Si un circuito tiene una impedancia de 0.5 Ohm, la cargabilidad aportada por el cable será de 12.5 VA (5^2*0,5) para una corriente de 5A , pero sera de 200 VA (20^2*0,5) para una corriente de 4 xIN equivalente a 20 A.   Puedes ver que segun la definicion aqui no hay problemas. 4 xIN esta muy por debajo del limite de precision a la impedancia de 0,5 Ohmios.   Si el TC es de 20 VA (Segun la IEEE-C.57-13, el valor estandar mas cercano a esto es 22,5 VA), se podría decir ene l primer caso que no hay problemas (Estas en lo correcto), pero en el segundo caso, que el error en la señal secundaria sería alto.   En el segundo caso hablas de un transformador de 20VA, que es de mayor nivel o burden que el de 12,5 VA; por lo cual si no hay problemas en el primer caso, en el segundo tampoco. Incluso para el segundo caso la impedancia puede ser mayor ( 5^2* Z = 20), o sea la impedancia puede llegar hasta 0,8 Ohmios, por lo cual mateniendo la impedancia por debajo de este valor, no tendras problemas; pero el primero esta bien y es menos costoso.   Bueno Andres Felipe, espero haber entendido tu planteamiento, en todo caso si requieres hacer una evaluacion mas completa para casos de potencial saturacion, 100-1000 veces la corriente nominal secundaria, por ahi tengo una hoja de calculo que desarrolle hace un par de años.   Saludos,................Omar Graterol Ingeniero Electricsta Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648 Cel. 58-414-6338693     --- El jue, 30/9/10, Andres Felipe Jaramillo <igt.ingen...@gmail.com> escribió:

[Andres Felipe Jaramillo]

Omar, debe ser la hora y el pensar tanto en Quito.  NO entendi muy bien.  Mañana releo.

El TC es 5P20 - 20 VA.  El circuito secundario tiene una longitud de 50 metros en calibre 12 AWG.  Estoy analizando que pasa con la cargabilidad.

AFJS

Cali-Quito-Colombia-América

[omar graterol]

Andres Felipe,...Lo de quito me parece que es una copia del 2002 en Venezuela, pareciera ser que estan aplicando el mismo formato. Despues conversamos por correo personal.   Entrando e materia, el TC que tu tienes esta basado en normas europeas, EC 60044-1, pero el concepto es el mismo.   En tu caso, el TC 5P20 - 20 VA, significa lo siguiente:   1- Precision.... 5%, indicada por el primer 5. 2- Clase de Proteccion, indicada por la P. 3- Numero de veces de la corriente nominal en el secundario, para mantenerse sin saturacion = 20, indicada por el numero despues de la P.   Lo anterior significa, que hasta 20 veces la corriente nominal en el secundario, el mantiene la precision en la medicion dentro del rengo del 5% (Ojo esto es cargandolo segun su rating o burden nominal, en este caso 20 VA). Con esto te confirmo mis comentarios anteriores.   Si fuera un TC de medicion, si pudieras tener problemas, ya que los mismos tienen mejor precision (0,1, 0,2 ..0,5%), estan muchos $ por cobro de energia dependiendo de su medicion, pero se saturan para corrientes por encima de su corriente nominal...OJO su objetivo es medicion y requieren precision en condiciones normales; en cambio los TC de proteccion no requiere tanta precision, pero su gran valor es bajo condiciones de falla, y en estas condiciones debe mantener la precision (Tambien es cuestion de costos).

Saludos,................Omar Graterol Ingeniero Electricsta Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648

Cel. 58-414-6338693 --- El vie, 1/10/10, Andres Felipe Jaramillo <igt.ingen...@gmail.com> escribió:

[Andres Felipe Jaramillo]

Omar:

Los datos del 5P20-20 VA los comprendo.  Lo que dudo es si esos 20 VA son a 5A  o a 100 A.

Andres Felipe

P/D.  Lo de Quito fue mas una pataleta de los policias.  No creo que hubiese un movimiento fuerte detrás.  Yo voy a Quito y percibo apoyo a Correa.  Hablamos en privado.

[omar graterol]

Andres Felipe, los 20VA son a 5 AMP., como los calculamos en mi primera nota, o sea la impedancia de carga debe estar dentro de 0,8 Ohmios.   Saludos,.............Omar Graterol

[Andres Felipe Jaramillo]

Eso significa que para 20 x In, es decir 100 A, la tensión en bornes del TC es de 800 V, si la cargabilidad es de 0.8 Ohm.  En ese punto estaría iniciando el codo de saturación.

Eso es coherente con los valores típicos de saturación de los TCs de protección.

¿Estoy en lo correcto?.

Gracias Omar.

AFJS

Quito-Colombia

[omar graterol]

Andres Felipe, eso es correcto. Saludos,....................Omar Graterol

[joan amaya]

El 1 de diciembre de 2010 12:47, joan amaya <joan0...@gmail.com> escribió:

Saludos Ings.
 

En esta ocasion tengo unas preguntas acerca de los TCs.

El caso es el siguiente:

Si tengo un TC de 600:5 C200  y un burden 2 ohmios a 100 A (20*5) y una corriente falla de 20KA, ¿como puedo saber si este TC no se me saturaria en caso de que exista una falla sin componente DC o en el peor de los casos con componente DC?

¿El ajuste de los relevadores de sobrecorriente tienen alguna relacion con la saturacion del TC?

De antemano Muchas Gracias

Saludos
Joan Amaya
joan0...@gmail.com
El Salvador

[joan amaya]

---------- Mensaje reenviado ----------
De: joan amaya <joan0...@gmail.com>
Fecha: 1 de diciembre de 2010 12:47

Asunto: Re: [LESM] Cargabilidad de los TCs de Protección
Para: omar graterol <ogra...@yahoo.es>

Saludos Ings.

Primeramente disculpas por hacerles muchas preguntas sobre diferentes temas, pero sus conocimientos y experiencias me han sido muy utiles en la resolucion de mis dudas.

En esta ocasion tengo unas preguntas acerca de los TCs.

El caso es el siguiente:

Si tengo un TC de 600:5 C200  y un burden 2 ohmios a 100 A (20*5) y una corriente falla de 20KA, ¿como puedo saber si este TC no se me saturaria en caso de que exista una falla sin componente DC o en el peor de los casos con componente DC?

¿El ajuste de los relevadores de sobrecorriente tienen alguna relacion con la saturacion del TC?

De antemano Muchas Gracias

Saludos
Joan Amaya
joan0...@gmail.com
El Salvador

[omar graterol]

Calculos de Saturacion de CTs Por: Omar Graterol Respuesta a consulta de Joan Amaya…01/12/2010 Pregunta Efectuada:

El caso es el siguiente: Si tengo un TC de 600:5 C200  y un burden 2 ohmios a 100 A (20*5) y una corriente falla de 20KA,

(1).. ¿cómo puedo saber si este TC no se me saturaría en caso de que exista una falla sin componente DC o en el peor de los casos con componente DC? (2).. ¿El ajuste de los relevadores de sobre corriente tienen alguna relación con la saturación del TC? Joan, no he visto respuestas y yo particularmente no te he contestado, porque el caso es interesante y necesita algo de tiempo para explicarlo; en todo caso aunque no estoy en mi computadora, donde tengo hasta una hoja de calculo que hace un tiempo anexe a una de mis respuestas, voy a tratar de darte unos datos: 1.       Debes calcular el voltaje secundario del CT (Vs), para cuyos calculos en condiciones normales debes conocer: a.       Resistencia del secundario del CT (Rs). b.      Resistencia del cableado de conexión  en el secundario del CT (Rw). c.       Resistencia de la carga o Burden del CT (Rb), en tu caso estas indiando un burden o Rb de 2 Ohmios. Valor muy alto, por lo cual para el analisis voy a considerar que en este valor esta n incluidas la Rs y la Rw. Un rele del tipo electronico (Microprocesador), solo tendra una Rb de un maximo de 0,5 Ohmios. 2.       Para hablar delcomponernte DC debes conocer la relacion X/R en el punto donde esta aplicado el CT. Para los analisis voy a considerar una X/R = 14  , valor tipico para una instalacion de medio voltaje…Ojo para transmision este valor esta entre 4 y 8., para plantas de generacion el mismo puede superar una  X/R = 50. Ahora es necesario aclarar un par de deficniciones: C200..La clase de precisión que tu indicas significa: La relación de transformación no excederá del 10%, para cualquier corriente entre 1 y 20 veces la corriente nominal secundaria (20 *5 = 100 Amp.), siempre y cuando se mantenga un burden de 2 Ohmios; esto también significa que el voltaje secundario de este CT, donde se inicia el codo (Punto de Inflexión de la curva), es 200 Voltios (100 Amp. * 2 Ohmios).   Ahora, aplicando el  dato de la corriente de falla de tu consulta (20 kA), tu consulta, la corriente durante la falla en el secundario será:   Relación de transformación del CT = 600/5 = 120 I falla = 20.000 Amp. Is = 20.000/120 = 167 Amp.      Como puedes ver, el límite de 100 Amp. Con un burden de 2 Ohmios, se supera y el CT no garantiza una relación dentro del 10% que es su límite de error, para sus condiciones de operación por debajo de 100 Amp en el secundario, con un burden de 2 Ohmios.   Lo anterior significa que el CT, al estar por encima de 100 Amp. en el secundario  ha entrado en un área de operación en la parte no lineal de la curva de Excitación.; por lo tanto debería calcularse el voltaje secundario en el CT, para validar si este supera el voltaje de saturación del CT, con lo cual se puede calificar el caso de saturación del CT.   El cálculo del voltaje de saturación Vs de un CT, ha evolucionado con las norma y las siguientes formulas muestran esta evolución, las cuales al final incluyen la relación X/R, que introducen el concepto de Off-set o desplazamiento por el componente DC; las formulas en cuestión y los cálculos que aplicarían en tu caso son:   Basado en lo indicado anteriormente sobre el valor de 2 Ohmios dado en tu caso, asumiremos que Rs+Rw+Rb = 2 Ohmios. Is(RMS) = 167 Amp.   Formulas y resultados de los cálculos:   Fórmula tradicional   Vs =  Is(RMS)* (Rs+Rw+Rb) = 167 * 2 = 334 Voltios…Supera  el voltaje de saturación   Formula según IEEE Standard C37.110-1996   Vs =  (1+X/R)* Is(RMS)* (Rs+Rw+Rb) = (1+14)*167 * 2 = 5.000 Voltios…Supera  por amplio margen el voltaje de saturación   Soluciones:   1.     CT con relación de transformación más alta y clase de precisión mayor.   No obstante lo anterior, las acciones a tomar tienen que ver con el tipo de rele que estemos analizando, y en muchos casos (Ejemplo Portecciones de sobrecorriente Instantanes), sucede que aunque el CT este saturado, si el ajuste del rele por debajo de la corriente maxima del CT sin saturacion (Caso analizado en 100 Amp.), lo cual significa que el rele siempre vera su corriente de falla para actuar, es posible que la saturacion no afecte. Sobre esto hay bastante literatura en Internet, no obstante para reles diferenciales, un caso de saturacion si puede influenciar porque al saturarse uno de los CTs y otros no, o al saturarse los dos CT, pueden originar disparos erroneos o inclusive no disparar cuendo deben.   Saludos,...............Omar Graterol Ingeniero Electricista

Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648

Cel. 58-414-6338693 --- El jue, 2/12/10, joan amaya <joan0...@gmail.com> escribió:

[omar graterol]

Joan, el esquema de proteccion que tienes, indica que tienes un juego de reles 51 de fase y un 51N conectado en el retorno del Zig-Zag. Esto significa que con este esquema se quiere detectar las fallas de sobrecorriente con el rele 51 y las fallas a tierra con el rele 51N. Siendo esto asi, se debe evitar que las corrientes de secuencia cero (Correspondientes a una falla a tierra), puedan hacer actuar el rele 51. Esto se logra con la conexion DELTA de los CTs del rele 51. Lo anterior explica la ventaja de conectarlos de esa forma; si no los conectas en DELTA, el rele 51 podria estar viendo las corrientes de falla a tierra lo cual seria un problema.   Ahora para visualizar la anulacion de las corrientes de secuencia cero en el secundario de los CTs, solo tienes que pensar que las corrientes de secuencia cero (Son tres vectores en fase exactamente iguales, por eso la formula If = 3Io).   En la conexion delta del secundario de los CTs, puedes ver la polaridad de los CTs cuando se hace la conexion DELTA, en la cual las esquinas de la DELTA tienen un vector entrando y un vector saliendo; por lo cual al ser iguales en magnitud y fase, en cada nodo o esquina de la DELTA, se anulan. En el caso de la conexion STAR o estrella, los vectores estarian saliendo en cada fase y no se anulan, ya que la conexion comun o neutro de los CTs seria el origen de cada vector.   Saludos,...................Omar Graterol

Ingeniero Electricista Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648

Cel. 58-414-6338693 --- El dom, 5/12/10, joan amaya <joan0...@gmail.com> escribió: De: joan amaya <joan0...@gmail.com> Asunto: Re: Fwd: [LESM] Cargabilidad de los TCs de Protección Para: "omar graterol" <ogra...@yahoo.es> Fecha: domingo, 5 de diciembre, 2010 01:26 Saludos. Muchas gracias por su respuesta Ing omar, ahora tengo un mejor panorama de la situacion con los TCs ya que estoy intentando especificar los TCs para un trafo zigzag y pues tengo un poco de dificultades con el TC residual ya que  la corriente monofasica que se maneja aqui en el pais es aproximadamente 17KA. A continuacion le adjunto el dibujo y el texto de las protecciones con sus TCs que estoy intentando especificar, lo que  no me queda claro es la funcion de los TCs de fase. 1- ¿Que ventajas se obtienen conectarlos en delta? Hago esta pregunta porque los textos dicen que en esa configuracion quedan atrapadas las corrientes de secuencia cero y no logro visualizar porque eso es asi y el modo de operacion de los reles de fase no son muy explicitos. Podria explicarme a que se refieren y en que casos operan esos reles de fase? De antemano muchas gracias Joan Amaya El Salvador joan0...@gmail.com

[omar graterol]

Joan, anexo la hoja de calculo la cual corresponde a un caso pràctico que anteriormente analice, la misma contiene un ejemplo de calculos de saturacion de CTs, en este caso se estaba analizando un CT de una Planta Electrica, por lo cual los valores de X/R son altos.   Revisa la hoja y verifica tus valores reales para que la puedas usar.   Saludos,............Omar Graterol Ingeniero Electricista

Maracaibo - Zulia - Venezuela Telf. 58-261-7436648

Cel. 58-414-6338693 --- El mar, 7/12/10, joan amaya <joan0...@gmail.com> escribió:

De: joan amaya <joan0...@gmail.com> Asunto: Re: Fwd: [LESM] Cargabilidad de los TCs de Protección Para: "omar graterol" <ogra...@yahoo.es>

Fecha: martes, 7 de diciembre, 2010 19:02 Saludos. Ing Omar ud me comento que tenia una hoja de calculo para transformadores de corriente no se que tanto incoveniente habria de que ud. me lo proporcionara. Muchas gracias

Joan Amaya El Salvador joan0...@gmail.com

El 6 de diciembre de 2010 09:53, joan amaya <joan0...@gmail.com> escribió: Saludos Ing. Muchisimas gracias por su respuesta me quedo claro el modo de funcionamiento de los reles y la conexion de los TCs. Muchas gracias Joan Amaya El Salvador

Pregunta Efectuada:

[Msaravia]

[Msaravia]

Estimado amigos algun Libro para aprender calculos de transformadores de medicion..

El jueves, 30 de septiembre de 2010, 13:10:08 (UTC-5), Andrés Felipe Jaramillo S escribió:

[rb.aiello]

Hola Felipe.

El concepto de FLP -factor limite de presicion- resuelve el planteo de la prestacion con corrientes de falla.

En cuanto al analisis en regimen transitorio

la cosa va oor el tipo de TI y el tipo de proteccion involucrada.

Se puede resolver x medio del coef de sobredimensionamiento transitorio.

Ojala sirvan estos datos.

Un abrazo

Roberto Aiello

Argentina

Enviado desde mi smartphone Samsung Galaxy.

-------- Mensaje original --------

De: Msaravia <miguels...@gmail.com>

Fecha: 16/10/17 4:30 (GMT-03:00)

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Asunto: [LESM] Re: Cargabilidad de los TCs de Protección

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[rb.aiello]

Precision quise decir. Disculpas  colegas!

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De: "rb.aiello" <rb.a...@gmail.com>

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Asunto: Re: [LESM] Re: Cargabilidad de los TCs de Protección

[Juan Melgarejo]

Estimados colegas

Comparto esta informacion

https://electengmaterials.wordpress.com/2017/01/17/difference-between-metering-and-protection-current-transformers-cts/

Saludos cordiales

Ing Juan Melgarejo Garcia

Lima Peru

Ing. Juan Melgarejo García

Ing. Mecánico y Electricista CIP 17115
Teléfono: 422 1714

Celular: 997398008

 

El 16 de octubre de 2017, 8:45, rb.aiello <rb.a...@gmail.com> escribió:

Precision quise decir. Disculpas  colegas!

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Asunto: Re: [LESM] Re: Cargabilidad de los TCs de Protección

Hola Felipe.

El concepto de FLP -factor limite de presicion- resuelve el planteo de la prestacion con corrientes de falla.

En cuanto al analisis en regimen transitorio

la cosa va oor el tipo de TI y el tipo de proteccion involucrada.

Se puede resolver x medio del coef de sobredimensionamiento transitorio.

Ojala sirvan estos datos.

Un abrazo

Roberto Aiello

Argentina

Enviado desde mi smartphone Samsung Galaxy.

-------- Mensaje original --------

De: Msaravia <miguels...@gmail.com>

Fecha: 16/10/17 4:30 (GMT-03:00)

Para: "LISTA ELECTRICA "SALVADOR MARTINEZ"" <listaelectricaSM@googlegroups.com>

Asunto: [LESM] Re: Cargabilidad de los TCs de Protección

El jueves, 30 de septiembre de 2010, 13:10:08 (UTC-5), Andrés Felipe Jaramillo S escribió:

Hola:

Una duda:

¿La cargabilidda de los TCs se analiza en régimen de estado estable o en régimen de falla.?

Me explico:

Si un circuito tiene una impedancia de 0.5 Ohm, la cargabilidad aportada por el cable será de 12.5 VA para una corriente de 5A, pero de 200 VA para una corriente de 4 xIN equivalente a 20 A.

Si el TC es de 20 VA, se podría decir ene l primer caso que no hay problemas, pero ene l segundo caso, que el error en la señal secundaria sería alto.

Gracias, no encuentro la respuesta aunen loslibros que leo.  Todos hacen cuentas con 5A, pero no con la I de falla secundaria.

Andres FElipe

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