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Ingeniería & Cálculo de Transformadores de Corriente / Transformadores de Medida

Ingeniería de Subestaciones: Guía de Cálculo y Dimensionamiento de Transformadores de Corriente

ET
ET Engineering Team 20 de Octubre de 2026 11 min de lectura
Compartimento de celdas de media tensión con tres transformadores de corriente de 24kV en resina epoxi durante pruebas de inyección secundaria

La Metodología Esencial para el Dimensionamiento de Transformadores de Corriente

En subestaciones eléctricas y salas de celdas de media y baja tensión, los transformadores de corriente (TC) actúan como sensores indispensables, reduciendo corrientes de miles de amperios a magnitudes seguras de 5A o 1A para alimentar relés y analizadores de potencia.

Un dimensionamiento incorrecto provoca graves problemas :

Esta guía técnica desglosa paso a paso las fórmulas matemáticas requeridas para dimensionar la relación de transformación, la carga en VA y la tensión de codo bajo la norma IEC 61869-2.

Especificaciones Técnicas y Fórmulas

Parámetro Técnico y FórmulaValor de Ingeniería y Norma
Fórmula de Corriente Primaria Asignada ($I_{pn}$)Calculada mediante $I_{pn} \ge 1.25 imes I_{ ext{FLC}}$, con $I_{ ext{FLC}} = rac{S}{\sqrt{3} imes V_{ ext{LL}}}$, redondeando al calibre estándar superior
Corriente Secundaria Normalizada ($I_{sn}$)Estándar $5\, ext{A}$ para cableado corto dentro de cuadro ($< 10\, ext{m}$) ; Estándar $1\, ext{A}$ para tiradas largas ($> 30\, ext{m}$) reduciendo pérdidas un $96\%$
Cálculo de Carga Total Conectada ($S_b$)Carga total en VA $S_b = I_{sn}^2 imes (2 imes R_{ ext{cables}} + R_{ ext{instrumento}} + R_{ ext{contacto}})$, con $R_{ ext{cables}} = ho imes rac{L}{S}$
Fórmula de Tensión de Codo de Protección ($V_k$)$V_k \ge 2 imes I_{cc( ext{max})} imes rac{I_{sn}}{I_{pn}} imes (R_{ct} + R_b)$ para prevenir saturación durante fallas asimétricas
Clases de Precisión para MediciónClase 0.2S y Clase 0.5S para medición comercial de frontera ; Clase 0.5 y 1.0 para amperímetros y analizadores bajo IEC 61869-2
Clases de Precisión para ProtecciónClase 5P10 y 5P20: Error compuesto $\le 5\%$ a $10 imes$ o $20 imes$ la corriente nominal de cortocircuito asignada
Factor de Seguridad de Instrumentos ($FS$)$FS \le 5$ o $FS \le 10$: Asegura la saturación controlada del núcleo en cortocircuito para proteger medidores digitales
Capacidad Térmica de Cortocircuito ($I_{th}$)Corriente térmica de cortocircuito $I_{th} \ge 80 imes I_{pn}$ durante $1.0\, ext{s}$ o $3.0\, ext{s}$ según norma IEC 61869-1

Preguntas Frecuentes

¿Cómo se calcula la corriente primaria nominal de un Transformador de Corriente (TC)?

Para calcular el primario nominal ($I_{pn}$) : <ol><li><strong>Calcular la corriente a plena carga ($I_{ ext{FLC}}$) :</strong> En trifásico : $I_{ ext{FLC}} = rac{P_{ ext{kVA}} imes 1000}{\sqrt{3} imes V_{ ext{L-L}}}$. Para un transformador de $2000\, ext{kVA}$ en $11\, ext{kV}$ : $I_{ ext{FLC}} pprox 105\, ext{A}$.</li><li><strong>Aplicar factor de sobrecarga continua ($1.25 imes$) :</strong> $I_{ ext{objetivo}} = 1.25 imes 105\, ext{A} = 131.2\, ext{A}$.</li><li><strong>Seleccionar el calibre comercial normalizado :</strong> Seleccionar un TC de <strong>150/5A</strong> o <strong>150/1A</strong>.</li></ol>

¿Por qué elegir un secundario de 1A en lugar de 5A para cables de gran longitud?

La potencia disipada en los cables secundarios es proporcional al cuadrado de la corriente ($P = I^2 R$). Un secundario de 5A disipa 25 veces más potencia que uno de 1A en el mismo cable. Al seleccionar 1A se reducen las pérdidas en un 96%, evitando la saturación del TC en distancias superiores a 30 metros.

Ingeniería de Subestaciones: Guía de Cálculo y Dimensionamiento de Transformadores de Corriente

¿Diseña subestaciones eléctricas, centros de transformación o cuadros de distribución que requieren transformadores de corriente de medida (Clase 0.2S / 0.5) o de protección (Clase 5P10 / 5P20) certificados bajo IEC 61869-2? YOMIN fabrica transformadores de instrumento con curvas de saturación y tensiones de codo garantizadas.

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