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ELECTRICARIBE pág. 1

07 Febrero de 2008

ESPECIFICACIÓN TÉCNICA

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE

ELECTRICARIBE

ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE MATERIALES Transformadores de Corriente

Versión 06

12/02/2009

ELECTRICARIBE pág. 2

Especificación / Hoja de datos

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE Modificaciones respecto a la edición anterior En fichas técnicas (FF TT) se adicionó la envolvente de los transformadores. V06 Se adiciona en item 5.1.c “aislador”: resina epóxica ó porcelana para 34,5 y 13,8 kV. V06 Se adicionan los conectores de alta para los terminales de los transformadores de corriente. Se reemplaza ELECTRICARIBE ELECTROCOSTA por ELECTRICARIBE. Se adicionan fichas técnicas a nivel de tensión 110 kV- 1600-800/1 A. Se adicionan distancia de fuga y nivel de contaminación en designación en fichas técnicas. Se separa documento EE TT y documento Fichas técnicas.

Objeto de la edición .

Ed.

Siglas de los responsables y fechas de las tres ediciones anteriores Obj. Ed Elaborado Fecha Revisado Fecha Aprobado Fecha

Elaborado por: JOP- CRA Revisado por:

Aprobado por:

Fecha: 07/02/08

Fecha

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Fecha Versión 06

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Índice

1. OBJETO........................................................................................................................ 5 2. ALCANCE..................................................................................................................... 6 3. NORMAS ...................................................................................................................... 9 4. DEFINICIONES.......................................................................................................... 10 4.1. BIL .......................................................................................................................... 10 4.2. Carga de precisión. ............................................................................................. 10 4.3. Clases de precisión normales para transformadores de corriente según la norma IEC..................................................................................................................... 10 a. Clases de precisión para medida: ........................................................................ 10 b. Para protección convencional: ............................................................................. 11 4.4. Corrientes............................................................................................................. 12 4.5. Corriente dinámica asignada, Idyn .................................................................. 12 4.6. Corriente de corto circuito térmica asignada, Ith ......................................... 12 4.7. Corriente primaria asignada Ip. ....................................................................... 12 4.8. Corriente secundaria asignada Is .................................................................... 12 4.9. Factor de seguridad asignado........................................................................... 12 4.10. Gama extendida de corriente........................................................................ 12 4.11. Nivel de aislamiento asignado para los arrollamientos primarios. .......... 13 4.12. Nivel de aislamiento en devanados secundarios. ..................................... 13 4.13. Reconexión. .......................................................................................................... 13 4.14. Requerimiento de aislamiento entre secciones........................................ 13 4.15. Tensión mas elevada del material Um ............................................................ 14 5. CARACTERÍSTICAS DE LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE................ 15 5.1. CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS.............................................................. 15 a. Terminales ............................................................................................................... 15 b. Conexiones a tierra................................................................................................. 16 c. Aislador..................................................................................................................... 16 d. Caja de conexiones.................................................................................................. 16 e. Conectores de alta tensión.................................................................................... 17 5.2. CONDICIONES AMBIENTALES........................................................................... 17 5.3. CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS...................................................................... 18 6. ENSAYOS................................................................................................................... 20 6.1. PRUEBAS TIPO..................................................................................................... 20 6.2. PRUEBAS DE RUTINA ......................................................................................... 20 6.3. PRUEBAS DE PUESTA EN SERVICIO ................................................................ 20 7. DESIGNACIÓN .......................................................................................................... 22 8. MARCAS .................................................................................................................... 23 9. EMPAQUE Y PROTECCIÓN...................................................................................... 24 9.1. Empaque Individual ............................................................................................ 24 9.2. Embalaje ............................................................................................................... 24 10. ALCANCE DE LA OFERTA ................................................................................... 25 ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE MATERIALES Transformadores de Corriente

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11. ALCANCE DEL SUMINISTRO.............................................................................. 26 11.1. EQUIPO .................................................................................................................. 26 11.2. ACCESORIOS......................................................................................................... 26 11.3. DOCUMENTACIÓN ............................................................................................... 26 ANEXO 1: NORMAS DE REFERENCIA ........................................................................... 27

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1. OBJETO

Esta especificación tiene por objeto definir las características constructivas, dimensionales, eléctricas y mecánicas, así como las condiciones de realización, suministro y recepción que deben satisfacer los transformadores de corriente para subestaciones convencionales de uso exterior de tensiones nominales 110, 66, 34,5 y 13,8 kV de ELECTRICARIBE.

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2. ALCANCE La presente especificación tiene por alcance los siguientes transformadores de corriente: Tabla 1 Descripción Código Denominación TC 110 kV Transformador de corriente 110 kV, 1600-800/1A (6 núcleos), (dist. fuga 3075 mm, nivel de contaminación III) TC 110 kV Transformador de corriente 110 kV, 1600-800/1A (6 núcleos), (dist. fuga 3813 mm, nivel de contaminación IV) TC 110 kV Transformador de corriente 110 kV, 800-400/1A (6 núcleos), (dist. fuga 3075 mm, nivel de contaminación III) TC 110 kV Transformador de corriente 110 kV, 800-400/1A (6 núcleos), (dist. fuga 3813 mm, nivel de contaminación IV) TC 110 kV Transformadores de corriente 110 kV, 400-200/1A (6 núcleos), (dist. fuga 3075 mm, nivel de contaminación III) TC 110 kV Transformador de corriente 110 kV, 400-200/1A (6 núcleos), (dist. fuga 3813 mm, nivel de contaminación IV) TC 110 kV Transformadores de corriente 110 kV, 400-200/1A (4 núcleos), (dist. fuga 3075 mm, nivel de contaminación III) TC 110 kV Transformador de corriente 110 kV, 400-200/1A (4 núcleos), (dist. fuga 3813 mm, nivel de contaminación IV) TC 110 kV Transformador de corriente 110 kV, 200-100/1A (4 núcleos), (dist. fuga 3075 mm, nivel de contaminación III) TC 110 kV Transformador de corriente 110 kV, 200-100/1A (4 núcleos), (dist. fuga 3813 mm, nivel de contaminación IV) TC 66 kV Transformador de corriente 66 kV, 800400/1A (4 núcleos), (dist. fuga 1813 mm, nivel de contaminación III) TC 66 kV Transformador de corriente 66 kV, 800400/1A (4 núcleos), (dist. fuga 2248 mm, nivel de contaminación IV) TC 66 kV Transformador de corriente 66 kV, 400ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE MATERIALES Transformadores de Corriente

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Código Denominación

TC 66 kV

TC 66 kV

TC 66 kV

TC 66 kV

TC 66 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV

TC 34,5 kV ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE MATERIALES Transformadores de Corriente

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Descripción 200/1A (4 núcleos), (dist. fuga 1813 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 66 kV, 400200/1A (4 núcleos), (dist. fuga 2248 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 66 kV, 200100/1A (4 núcleos), (dist. fuga 1813 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 66 kV, 200100/1A (4 núcleos), (dist. fuga 2248 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 66 kV, 10050/1A (4 núcleos), (dist. fuga 1813 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 66 kV, 10050/1A (4 núcleos), (dist. fuga 2248 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 34,5 kV, 1200-600/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 900 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 34,5 kV, 1200-600/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 1116 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 34,5 kV, 600-300/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 900 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 34,5 kV, 600-300/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 1116 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 34,5 kV, 300-150/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 900 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 34,5 kV, 300-150/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 1116 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 34,5 kV, 150-75/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 900 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 34,5 kV, 150-75/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 1116 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 34,5 kV, 200-100/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 900 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 34,5 kV, 200-100/5 A (3 núcleos), (dist. fuga 1116 12/02/2009

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Código Denominación TC 13,8 kV

TC 13,8 kV

TC 13,8 kV

TC 13,8 kV

TC 13,8 kV

TC 13,8 kV

TC 13,8 kV

TC 13,8 kV

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Descripción mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 13,8 kV, 1000-500/5 A (2 núcleos), (dist. fuga 375 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 13,8 kV, 1000-500/5 A (2 núcleos), (dist. fuga 465 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 13,8 kV, 500-250/5 A (2 núcleos), (dist. fuga 375 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 13,8 kV, 500-250/5 A (2 núcleos), (dist. fuga 465 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 13,8 kV, 250-125/5 A (2 núcleos), (dist. fuga 375 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 13,8 kV, 250-125/5 A (2 núcleos), (dist. fuga 465 mm, nivel de contaminación IV) Transformador de corriente 13,8 kV, 150-75/5 A (2 núcleos), (dist. fuga 375 mm, nivel de contaminación III) Transformador de corriente 13,8 kV, 150-75/5 A (2 núcleos), (dist. fuga 465 mm, nivel de contaminación IV)

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3. NORMAS Los transformadores de corriente, objeto de esta especificación, se ajustarán a las normas cuya lista se adjunta en el Anexo 1 de la presente especificación. El fabricante deberá indicar en su oferta aquellas normas de las que exista posterior edición a la señalada en esta especificación, considerándose válida y aplicable al contrato, en caso de pedido, la edición vigente en la fecha del mismo.

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4. DEFINICIONES Términos técnicos más usuales para definir y seleccionar transformadores de corriente: 4.1.

BIL

Abreviación de “basic lightning impulse insulation level (nivel básico de aislamiento a impulso atmosférico)”. 4.2.

Carga de precisión. precisión.

La carga de un transformador de corriente es la impedancia del circuito secundario, expresada en ohm, indicando el factor de potencia FP. La carga de precisión es la potencia aparente, en volta amperiosVA- a un factor de potencia especificado, que el transformador puede suministrar al circuito secundario, a la corriente secundaria asignada, para la cual se especifican las condiciones de precisión. 4.3.

Clases de precisión normales para transformadores de corriente según la norma IEC

La clase de precisión está determinada por el límite superior del error de corriente, expresado en porcentaje, para la corriente primaria asignada y la carga de precisión asignada. a.

Clases de precisión para medida:

Las clases de precisión normales para medida de un transformador de corriente son: 0,1- 0,2- 0,5 1-3-5 Para aplicaciones especiales, como la operación con medidores que operan correctamente entre 50 mA y 6 A (designación “S”), se designan las clases 0,2S y 0,5S. 0,5S El error de corriente y el desplazamiento de fase, a la frecuencia asignada, no debe exceder los valores de la tabla 2 siguiente para una carga entre 25% y el 100% de la carga de precisión. Tabla 2

Límites de error para transformadores de corriente para medida Clase de ± % de error de corriente al % ± desplazamiento de fase en minutos precisión de corriente asignada indicada al % de la corriente asignada indicada 1 5 20 100 120 1 5 20 100 120 ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE MATERIALES Transformadores de Corriente

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0,2 S 0,5 S

± % de error de corriente al % ± desplazamiento de fase en minutos de corriente asignada indicada al % de la corriente asignada indicada 0,75 0,35 0,2 0,2 0,2 30 15 10 10 10 15 0,75 0,5 0,5 0,5 90 45 30 30 30

b.

Para protección convencional: •

Factor limite de precisión.

Es la relación entre la corriente límite de precisión asignada y la corriente primaria asignada. La corriente limite de precisión asignada es el valor mas alto de la corriente primaria para el cual el transformador debe cumplir los requerimientos de la precisión. Generalmente la corriente límite de precisión asignada corresponde con el valor de la corriente de cortocircuito térmica asignada. Los valores normales para los factores límites de precisión son: 5- 10- 15- 20- 30. •

Clase de precisión para protección. protección.

Los transformadores de corriente para protección convencional están caracterizados por la letra “P P” (indica protección), la clase de precisión indica el límite superior del error compuesto para la corriente limite de precisión asignada y la carga de precisión. Las clases de precisión normales para los transformadores de corriente convencionales para protección son: 5P y 10P, de acuerdo con la IEC. Tabla 3

Límites de error para transformadores de corriente convencionales para protección. Clase de precisión 5P 10P

Error de corriente para la corriente primaria asignada (%) ±1 ±3

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Desplazamiento de fase para la corriente primaria asignada (minutos) ± 60 -

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Error compuesto para la corriente limite de precisión. precisión. (%) 5 10

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4.4.

Corrientes

Las corrientes nominales son los valores de corrientes primarias y secundarias en lo que se basa el rendimiento. 4.5.

Corriente dinámica asignada, Idyn

Es el valor de cresta de la corriente primaria que el transformador puede soportar sin sufrir daños eléctricos o mecánicos debidos a los esfuerzos electromecánicos resultantes, estando el secundario cortocircuitado. El valor normal de la corriente dinámica asignada debe ser 2,5 Ith 4.6.

Corriente de corto circuito térmica asignada, Ith

Es el valor eficaz de la corriente primaria que el transformador puede soportar durante un (1) segundo, con el secundario cortocircuitado, sin que sufra daño. 4.7.

Corriente primaria asignada Ip.

Se selecciona aproximadamente entre un 10% y un 40% por encima de la corriente operativa estimada. Se selecciona el valor normalizado más próximo. Los valores sugeridos en la norma IEC 60044-1 (2003) son: 10- 12,5- 15- 20- 25- 30- 40- 50- 60- 75 A ó sus múltiplos o submúltiplos decimales.

4.8.

Corriente secundaria asignada Is

Los valores normales son 1 y 5 A, 1 A se utiliza especialmente para mediciones bajas y cargas de protección. 1 A reduce además la exigencia total de carga mediante una menor carga de cable. 4.9.

Factor de seguridad asignado

Se especifica para proteger los dispositivos conectados a transformadores de corriente de medida cuando en el primario circula la corriente de falla. Es el factor por el cual se multiplica la corriente primaria asignada determinando la corriente necesaria para que el transformador de corriente se sature, es decir, para que el error compuesto sea mayor del 10 %. 4.10.

Gama extendida de corriente

Es el factor por el cual debe ser multiplicada la corriente primaria asignada para obtener la corriente primaria máxima que un transformador de corriente de medida puede conducir en régimen continuo, a la frecuencia asignada, sin exceder los limites de elevación de temperatura especificados. ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE MATERIALES Transformadores de Corriente

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A los transformadores con clase de precisión 0,1 a 1 puede asignárseles gama extendida de corriente, en cuyo caso la corriente térmica continua debe ser igual a la gama extendida de corriente la cual será expresada como un porcentaje de la corriente primaria asignada. 4.11.

Nivel de aislamiento asignado para los arrollamientos primarios.

Está basado en la tensión más elevada del material Um. Para el caso de devanados con tensión mas elevada del material igual o superior a 3,6 kV pero inferior a 300 kV, estos valores están establecidos en la siguiente tabla. Tabla 4

Cuadro resumen niveles de aislamiento y tensión a frecuencia industrial de corta duración para los diferentes niveles de tensión objeto del estudio. Tensión nominal Vn KV(eficaz)

Tensión máxima del material Um kV (eficaz)

Tensión soportada asignada de corta Tensión soportada asignada al impulso duración a tipo rayo Up frecuencia industrial kV (pico) BIL Ud kV (eficaz) 550 230

110

123

66

72,5

325

140

34,5

36

170

70

13,8

15

95

38

4.12.

Nivel de aislamiento en devanados secundarios.

La tensión asignada, soportada a frecuencia industrial de los devanados secundarios debe ser 3 kV (valor eficaz). 4.13.

Reconexión. Reconexión.

El transformador de corriente puede ser diseñado tanto con reconexión primaria como secundaria, o con una combinación de las dos para obtener más relaciones de intensidad. 4.14.

Requerimiento de aislamiento entre secciones.

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En el caso de devanados secundarios divididos en dos o mas secciones, la tensión asignada soportada a frecuencia industrial de aislamiento entre secciones debe ser 3 kV. 4.15.

Tensión mas elevada del material Um

Es la tensión eficaz fase- fase, mas elevada, para la cual el transformador está diseñado, en relación con su aislamiento.

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5. CARACTERÍSTICAS DE LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTE 5.1.

CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS

Serán para montaje vertical, sobre estructura de acero. Serán para instalación a la intemperie, del tipo monopolar conformado por los devanados primarios, secundarios y por el núcleo, todo localizado dentro de un medio cerrado y aislado. El medio aislante para los transformadores de niveles de tensión 110 y 66 kV podrá ser aceite ó gas SF6 Los transformadores inmersos en aceite estarán equipados con un indicador de nivel, en caso de aislamiento en gas, con presóstato que permita su lectura directa y monitoreo remoto. Para los niveles de tensión 34,5 y 13,8 kV, el medio aislante podrá ser resina epóxica de excelentes características dieléctricas y físicas tales como resistente a corrientes superficiales de fuga, arco eléctrico, iotización, rayos ultravioleta, intemperie, polución e impactos. Los devanados primarios serán en cobre electrolítico esmaltado, aislados con papel especial de alta rigidez dieléctrica, mecánica, perdidas dieléctricas bajas y buena resistencia al envejecimiento. Los transformadores serán aptos para trabajar en las condiciones ambientales establecidas en el numeral 5.2.de estas especificaciones. El mínimo calibre utilizado en el devanado secundario de los transformadores de corriente será No.10 AWG. Serán de relación múltiple con reconexión primaria y secundaria. Todos los accesorios metálicos necesarios componentes del transformador serán en acero inoxidable. a. Terminales Los terminales primarios serán barras de cobre, con revestimiento de níquel – plata, aptos para recibir conectores de cobre o aluminio. Los terminales secundarios estarán aislados de la carcasa y del equipo de acuerdo al nivel de aislamiento solicitado. ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE MATERIALES Transformadores de Corriente

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Los terminales secundarios serán del tipo doble tornillo adecuado para conductores de la gama:.14 AWG hasta 10 AWG. Los bornes del secundario estarán marcados e identificados con la designación del respectivo borne de una forma clara e indeleble sobre su superficie o en su proximidad de acuerdo con la norma de fabricación y pruebas. No se permiten marcas mediante papel engomado. La polaridad será claramente marcada en todos los transformadores de corriente b. Conexiones a tierra. Los devanados secundarios de cada grupo de transformadores de corriente monopolares que forman un conjunto trifásico, se conectarán a tierra en un punto solamente. En la base del transformador y en la caja de borneras habrá como mínimo un punto de conexión a tierra, mediante un perno suministrado, del tamaño apropiado para un terminal de cable calibre 2/0 AWG. c. Aislador La envolvente exterior será tipo espigo ó tipo poste de alta resistencia mecánica y con las distancias de fuga establecidas en la ficha técnica anexa. Para los niveles de tensión 110 y 66 kV, el aislador será en porcelana, el color será marrón RAL-8016 o RAL-8017. Para los niveles de tensión 34,5 y 13,8 kV podrá ser en porcelana ó en rexina epóxica. d. Caja de conexiones Los transformadores estarán equipados con una caja de bornes secundarios, con grado de protección IP 54, según la norma IEC 60529, (Protección Internacional). La caja de conexiones, estará acoplada en la base del transformador, donde llegan las puntas de los devanados secundarios. Estos bornes estarán provistos de pernos y de puentes para conectar en corto las puntas de un devanado cuando no está en uso.

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Todas las conexiones en la caja se harán con conectores atornillados. Las regletas de conexión serán fácilmente accesibles y estarán aisladas por barreras o compartimientos. Todos los bornes tendrán una apropiada identificación, la cual será indicada en los diagramas de borneras del equipo y en la placa de características. e. Conectores de alta tensión. Es responsabilidad del Proveedor la selección y suministro de los conectores de alta tensión necesarios para la conexión de los terminales de los transformadores de corriente. Todos los conectores serán del tipo pernado, diseñados apropiadamente para reducir al mínimo las pérdidas por efecto corona y por radio interferencia, para trabajo a la intemperie, en aluminio de alta conductividad, con capacidad de corriente al menos del 150% del terminal ó borne a conectar. Su construcción permitirá el facil desmontaje para efectos de mantenimiento, estarán de acuerdo con las normas ANSI ó equivalentes reconocidas. La selección y definición de los conectores estará sujeto a revisión y aprobación de ELECTRICARIBE. 5.2.

CONDICIONES AMBIENTALES

Las siguientes son las condiciones atmosféricas, sitio de operación de los transformadores de corriente, que serán tenidas en cuenta por los fabricantes: Tabla 5

Parámetros ambientales PARÁMETROS AMBIENTALES Altura sobre el nivel del mar, m: Temperatura: Temperatura Máxima promedio anual. ºC: Media anual, ºC: Mínima promedio anual, ºC: Humedad relativa: Máxima promedio mensual, %: Media mensual, %: Mínima promedio mensual, %: Nivel ceráunico, día /año Presión atmosférica, mbar Presión básica de viento, Pa ESPECIFICACIÓN TÉCNICA DE MATERIALES Transformadores de Corriente

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MAGNITUD