Introducción a los Transformadores Combinados y su Clasificación

Un transformador combinado, también conocido como transformador compuesto, es una unidad integrada que combina un transformador de voltaje (VT) y un transformador de corriente (CT). Estos transformadores a menudo se producen juntos como parte de un sistema para una instalación más eficiente y que ahorra espacio. El transformador combinado puede ser utilizado para medición, protección y control en sistemas eléctricos.

Clasificación del Transformador de Corriente (CT)

Por Propósito

• Transformador de Corriente de Medición (CT):
  Un CT de medición (o el devanado de medición de un transformador de corriente) proporciona información de corriente desde la red eléctrica a dispositivos de medición o contadores bajo condiciones normales de operación. Garantiza una monitorización precisa de la corriente para aplicaciones de medición y carga.
• Transformador de Corriente de Protección (CT):
  Un CT de protección (o el devanado de protección de un transformador de corriente) suministra información de corriente a dispositivos de protección por relé en caso de un fallo en la red eléctrica. Este tipo de CT es crucial para detectar condiciones anormales de corriente, permitiendo la activación oportuna de los mecanismos de protección durante los eventos de fallo.

Por Medio de Aislamiento

• Transformador de Corriente Tipo Seco:
  En los transformadores de corriente tipo seco, el aislamiento está hecho de materiales aislantes regulares que son tratados con barniz o resina para protección. Estos transformadores se utilizan típicamente en entornos interiores controlados.
• Transformador de Corriente de Resina Fundida:
  Un CT de resina fundida se moldea utilizando resina epoxi o otros materiales a base de resina. Este tipo de CT ofrece alta resistencia mecánica y excelentes propiedades de aislamiento, lo que lo hace ideal para su uso en entornos hostiles.
• Transformador de Corriente Lleno de Aceite:
  Los CTs llenos de aceite utilizan aceite aislante combinado con papel aislante. Estos transformadores se utilizan a menudo al aire libre y son comunes en varios niveles de voltaje, especialmente en China, donde son una opción estándar para muchas aplicaciones.
• Transformador de Corriente Aislado con Gas:
  Un CT aislado con gas utiliza un gas, como el SF6, como su principal medio de aislamiento. Este tipo se utiliza generalmente en aplicaciones de alto voltaje y ofrece compacidad y mejores propiedades dieléctricas.

Por Principio de Transformación de Corriente

• Transformador de Corriente Electromagnético:
  El CT electromagnético opera basado en el principio de inducción electromagnética para transformar la corriente primaria en una corriente secundaria proporcional. Este es el tipo más común de CT y se utiliza ampliamente para voltajes hasta 220 kV.
• Transformador de Corriente Óptico (en Desarrollo):
  Este tipo de CT, aún en investigación, utiliza principios ópticos para la transformación de corriente. Se espera que los CTs ópticos proporcionen mayor precisión y aislamiento, ofreciendo avances prometedores para aplicaciones de alta precisión.

Por Tipo de Instalación

• Transformador de Corriente Tipo A Través:
  Un CT tipo a través está diseñado para montarse pasando el conductor primario (o barra colectora) a través del centro del transformador. Estos CTs se utilizan a menudo en sistemas donde el espacio y la facilidad de instalación son críticos.
• Transformador de Corriente Tipo Post:
  Los CTs tipo post se instalan sobre una superficie plana o poste, donde el transformador sirve tanto como transformador de corriente como estructura de soporte para el conductor del circuito primario. Estos son comúnmente utilizados en instalaciones al aire libre.
• Transformador de Corriente Tipo Aislante:
  Un CT tipo aislante no requiere conductores primarios o aislamiento; en su lugar, se ajusta directamente sobre un aislador. Este tipo se usa a menudo en aisladores de transformadores y otros equipos de alto voltaje.
• Transformador de Corriente Tipo Barra Colectora:
  Un CT tipo barra colectora no requiere un conductor primario, sino que se ajusta sobre la barra colectora misma, lo que permite una fácil instalación y monitoreo de la corriente sin acceso directo al conductor primario.

Por Principio

• Tipo de Inducción Electromagnética:
  Este tipo de CT opera usando inducción electromagnética para transformar la corriente y es el más común para su uso en niveles de voltaje hasta 220 kV.
• Tipo de Divisor de Voltaje Capacitivo:
  Los CTs de divisor de voltaje capacitivo se utilizan típicamente en sistemas con voltajes de 110 kV o más, especialmente en aplicaciones de ultra alto voltaje (UHV) desde 330 kV hasta 765 kV. Estos CTs usan un divisor capacitivo para reducir el alto voltaje para fines de medición y protección.

Clasificación del Transformador de Voltaje (VT)

Los transformadores de voltaje se dividen en dos categorías principales según su propósito:

• Transformadores de Voltaje de Medición:
  Estos transformadores se utilizan principalmente para la medición de voltaje en sistemas eléctricos. El requisito técnico principal para los VTs de medición es proporcionar una alta precisión para garantizar una correcta monitorización de voltaje.
• Transformadores de Voltaje de Protección:
  Los VTs de protección sirven para detectar fallos de voltaje en el sistema, activando dispositivos de protección como interruptores automáticos o sistemas de relé. Estos transformadores pueden tener características especiales, incluyendo un tercer devanado o disposiciones para flujo de secuencia cero en el núcleo, para cumplir con requisitos específicos de protección.

Conclusión

Los transformadores combinados, que integran tanto transformadores de corriente como de voltaje en una sola unidad, ofrecen una solución compacta y eficiente para medición, protección y control en sistemas eléctricos. Comprender las diferentes clasificaciones de los transformadores de corriente y voltaje—según su propósito, medio de aislamiento, tipo de instalación y principio de funcionamiento—permite a los ingenieros seleccionar el equipo más adecuado para cada aplicación. Esta clasificación integral asegura que se utilice el tipo correcto de transformador para cumplir con las demandas específicas tanto de operación regular como de protección en sistemas de alto voltaje.

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