Descripción General del Producto
Definición Funcional
Los Transformadores de Corriente de Secuencia Cero LJ-ZW-10(12) son instrumentos electromagnéticos de precisión diseñados para detección de fallas a tierra, medición de corriente residual y aplicaciones de protección de secuencia cero en sistemas de distribución de energía de CA de media tensión. Estos transformadores clasificados para exterior utilizan principios de inducción electromagnética con detección especializada de corriente de secuencia cero para proporcionar señales de corriente secundaria galvánicamente aisladas proporcionales a la suma vectorial de las corrientes primarias trifásicas, permitiendo una protección sensible contra fallas a tierra.
Especificaciones Clave
| Ítem | Especificación (según pedido / placa de características) |
|---|---|
| Clase de tensión del sistema | 10 kV / 12 kV (aplicaciones de distribución en exterior) |
| Frecuencia nominal | 50 Hz (60 Hz disponible bajo pedido) |
| Corriente secundaria nominal | 1 A |
| Clases de precisión | Núcleo de protección: 10P10 |
| Potencia nominal | 0.1 Ω o 0.2 Ω (salida de resistencia) |
| Corrientes primarias nominales | 20 A, 50 A (medición de secuencia cero) |
| Aplicación de secuencia cero | Detección de fallas a tierra y protección de corriente residual |
| Nivel de aislamiento | 10(12)/42 kV |
| Ambiente de instalación | Exterior (carcasa con clasificación IP) |
| Normas aplicables | IEC 61869-1 / IEC 61869-2; GB/T 20840.1 / 20840.2; GB 1208-1997 |
Imágenes del Producto
Principio de Funcionamiento
Operando bajo la ley de Faraday de inducción electromagnética con topología de detección de corriente de secuencia cero, el transformador presenta un núcleo magnético toroidal a través del cual pasan simultáneamente todos los conductores trifásicos. Bajo condiciones trifásicas equilibradas, la suma vectorial de las corrientes de fase es cero, sin producir flujo magnético neto. Durante fallas a tierra o condiciones desequilibradas, la corriente residual (I₀ = Ia + Ib + Ic) genera flujo magnético proporcional en el núcleo, induciendo voltaje en el devanado secundario y entregando corriente de salida estandarizada a través de los relés de protección conectados.
Posición de Aplicación en el Sistema
- Distribución de Media Tensión: Tableros de exterior de 10kV-12kV y redes de distribución
- Protección contra Fallas a Tierra: Esquemas de detección de fuga a tierra y protección de corriente residual
- Protección de Secuencia Cero: Protección direccional de sobrecorriente a tierra y protección sensible de falla a tierra
- Monitoreo de Alimentadores de Cable: Vigilancia de fallas a tierra en sistemas de cables
- Integración SCADA: Monitoreo remoto de corriente de falla a tierra
Descripción Estructural
La construcción con núcleo fundido en resina epoxi con carcasa exterior de silicona garantiza un rendimiento de aislamiento superior, resistencia a la humedad, estabilidad UV y resistencia mecánica bajo condiciones ambientales adversas. La configuración de abertura toroidal acomoda ensamblajes de cables o barras trifásicas mientras mantiene excelentes distancias de aislamiento eléctrico y de fuga. La carcasa exterior completamente sellada cumple con los requisitos de protección con clasificación IP para operación en ambientes contaminados y de alta humedad.
Designación del Modelo
Explicación del Código del Modelo
- L — Transformador de corriente (TC)
- J — Configuración de medición de secuencia cero (corriente residual)
- Z — Núcleo aislado con resina fundida (epoxi)
- W — Clasificado para instalación en exterior (resistente a la intemperie)
- 10(12) — Clase de tensión: 10 kV o 12 kV
Configuración de Secuencia Cero
La serie LJ-ZW emplea un único núcleo toroidal a través del cual pasan simultáneamente todos los conductores trifásicos. Esta topología mide la suma vectorial de las corrientes trifásicas (corriente residual I₀), haciéndola específicamente adecuada para detección de fallas a tierra donde las corrientes de falla fase-tierra deben aislarse de las corrientes de carga normales. El TC de secuencia cero no requiere medición individual de corriente de fase y está optimizado para aplicaciones de protección sensible contra fallas a tierra.
Condiciones de Servicio
Los transformadores de corriente de secuencia cero serie LJ-ZW-10(12) están diseñados para operación en exterior bajo las siguientes condiciones de servicio en sistemas de distribución de energía de media tensión:
- Ambiente de instalación: Instalación en exterior con carcasa con clasificación IP
- Altitud: No superior a 2000 m sobre el nivel del mar (configuraciones para mayor altitud disponibles bajo especificación)
- Temperatura ambiente: −25 °C a +40 °C
- Humedad relativa: Promedio diario ≤ 95%, promedio mensual ≤ 90% (ciclo de humedad en exterior)
- Nivel de contaminación: Clase II según IEC 60815 (adecuado para ambientes industriales ligeros y agrícolas)
- Condiciones ambientales: Resistente a radiación UV, lluvia, hielo y contaminación industrial moderada; libre de atmósferas explosivas o inflamables
Construcción
Diseño de Construcción
- Estructura: Núcleo toroidal (tipo anillo) con abertura para cable/barra para conductores trifásicos
- Aislamiento del núcleo: Construcción fundida en resina epoxi para resistencia a la humedad y resistencia mecánica
- Carcasa externa: Carcasa de silicona para resistencia UV y a la intemperie en exterior
- Material del núcleo: Material magnético de alta permeabilidad optimizado para sensibilidad de secuencia cero
- Sellado: Diseño completamente sellado con clasificación IP para protección ambiental en exterior
El sistema de aislamiento de doble capa combina núcleo fundido en resina epoxi para aislamiento eléctrico con carcasa exterior de silicona para protección ambiental, proporcionando vida útil prolongada en exterior con requisitos mínimos de mantenimiento. La geometría toroidal asegura distribución uniforme del campo magnético y alta sensibilidad a la detección de corriente residual.
Devanados y Marcado de Terminales
- Conductores primarios: Cables o barras trifásicas que pasan a través de la abertura toroidal (sin terminales fijos)
- Terminales secundarios: S1 / S2 (salida de secuencia cero)
Las marcas de terminales siguen las convenciones estándar de polaridad de TC de secuencia cero. Bajo condiciones de falla a tierra con flujo de corriente residual positivo a través de la abertura, la corriente secundaria fluye de S1 a S2 hacia la carga conectada. La observación correcta de la polaridad es crítica para esquemas de protección direccional de fallas a tierra.
Datos Técnicos
Esta sección proporciona datos técnicos orientados a la selección para el transformador de corriente de secuencia cero para exterior serie LJ-ZW-10(12) utilizado en sistemas de distribución de CA de clase 10 kV / 12 kV (50 Hz). Los datos mostrados a continuación están destinados a la selección preliminar de corrientes primarias nominales, clase de precisión y resistencia de salida.
Definiciones: Corriente primaria nominal indica el rango nominal de medición de corriente de secuencia cero. Potencia nominal (Ω) es la especificación de resistencia del devanado secundario. Clase de precisión 10P10 indica precisión de grado de protección con 10% de error compuesto a 10× la corriente primaria nominal.
Notación: Los TC de secuencia cero miden corriente residual (I₀ = Ia + Ib + Ic); bajo condiciones trifásicas equilibradas, la salida secundaria es cero. La selección se basará en la magnitud anticipada de corriente de falla a tierra y los requisitos de sensibilidad del relé de protección.
Referencia de Datos
| Modelo | Corriente Primaria Nominal (A) |
Corriente Secundaria Nominal (A) |
Clase de Precisión |
Potencia Nominal (Ω) |
Nivel de Aislamiento Nominal (kV) |
|---|---|---|---|---|---|
| LJ-ZW-10(12) | 20 | 1 | 10P10 | 0.1 | 10(12)/42 |
| LJ-ZW-10(12) | 50 | 1 | 10P10 | 0.2 | 10(12)/42 |
Normas y Referencias Normativas
| Norma | Título | Aplicación |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Transformadores de Instrumento – Parte 1: Requisitos Generales | Requisitos generales |
| IEC 61869-2 | Transformadores de Instrumento – Parte 2: Requisitos Adicionales para Transformadores de Corriente | Requisitos específicos para TC |
| GB/T 20840.1 | Transformadores de Instrumento – Parte 1: Requisitos Generales | Norma nacional (alineada con el marco IEC 61869) |
| GB/T 20840.2 | Transformadores de Instrumento – Parte 2: Transformadores de Corriente | Requisitos nacionales para TC (alineados con IEC 61869-2) |
| GB 1208-1997 | Transformadores de Corriente | Norma nacional para TC cuando lo especifique el proyecto |
| IEC 60815 | Selección y Dimensionamiento de Aisladores de Alta Tensión – Parte 1: Definiciones, Información y Principios Generales | Requisitos de aislamiento en exterior y clase de contaminación |
| IEC 60529 | Grados de Protección Proporcionados por Carcasas (Código IP) | Clasificación de protección de carcasa para exterior |
Cumplimiento de Pruebas de Fábrica
- Pruebas de rutina según requisitos IEC/GB aplicables (incluyendo polaridad/marcado, verificación de relación a corriente nominal, y verificación de precisión según clase 10P10)
- Pruebas dieléctricas según requisitos de coordinación de aislamiento (voltaje de resistencia a frecuencia industrial y pruebas de voltaje de impulso)
- Verificación de sensibilidad de secuencia cero para confirmar capacidad de detección en niveles de corriente de falla a tierra especificados
- Pruebas ambientales cuando se especifiquen (ciclo de temperatura, resistencia a la humedad, envejecimiento UV)
- Inspección visual y dimensional incluyendo dimensionamiento de abertura, conformidad de marcado, e integridad de la carcasa
- Pruebas de tipo y especiales según lo requiera la especificación del proyecto
Instalación y Dimensiones
- El transformador se montará en tableros de exterior o estructuras de terminación de cables utilizando el arreglo de fijación designado.
- Todos los conductores trifásicos (cables o barras) pasarán a través de la abertura central en la misma dirección para asegurar la medición correcta de corriente de secuencia cero.
- El diámetro de la abertura toroidal acomodará el haz de cables o ensamblaje de barras con holgura adecuada (se recomienda holgura radial mínima de 10mm).
- Se mantendrán distancias de fuga y aislamiento adecuadas según IEC 60815 para la clase de contaminación especificada.
- Las conexiones de cableado secundario se realizarán a través del compartimento de terminales con sellado adecuado de prensaestopas para mantener la clasificación IP.
Esquemas
Notas de Seguridad
- El circuito secundario nunca debe dejarse abierto cuando los conductores primarios están energizados, ya que puede aparecer voltaje alto peligroso en los terminales secundarios.
- Durante la inspección o mantenimiento, el circuito secundario se cortocircuitará antes de desconectar cualquier relé de protección.
- Un punto del circuito secundario debe estar conectado a tierra de manera confiable de acuerdo con las normas aplicables.
- Todos los conductores trifásicos deben pasar a través de la abertura en la dirección correcta para la polaridad de secuencia cero adecuada.
- Todo el trabajo de instalación y mantenimiento cumplirá con las regulaciones locales de seguridad eléctrica y normas de servicios públicos.
Información de Pedido
Al realizar un pedido, la configuración requerida se especificará de acuerdo con los requisitos de la red local, normas aplicables y especificación técnica del proyecto. Los siguientes parámetros se declararán claramente para confirmación técnica y lanzamiento de producción:
- Corriente primaria nominal (20 A o 50 A clasificación de secuencia cero)
- Corriente secundaria nominal (1 A estándar)
- Clase de precisión (10P10 grado de protección estándar)
- Resistencia de salida nominal (0.1 Ω o 0.2 Ω)
- Clase de tensión de aislamiento (10 kV o 12 kV)
- Requisito de diámetro de abertura para cable/barra
- Clase de contaminación (si se requiere Clase III o IV)
- Requisito de clasificación IP (si es superior al estándar)
Cómo Seleccionar
1: Determine la corriente máxima de falla a tierra anticipada según el método de puesta a tierra del sistema (sólida, resistencia, reactancia o neutro aislado) y la capacitancia del cable del alimentador.
2: Seleccione la corriente primaria nominal (20 A o 50 A) para proporcionar un rango de medición adecuado mientras mantiene sensibilidad para fallas a tierra de baja magnitud (típicamente 10-20% de la clasificación).
3: Confirme la resistencia de salida nominal (0.1 Ω o 0.2 Ω) según la impedancia de entrada del relé de protección conectado y la resistencia del cableado.
4: Verifique que el diámetro de la abertura acomode el haz de cables o ensamblaje de barras con la holgura requerida (especifique configuración y dimensiones del conductor).
5: Especifique la clase de contaminación según IEC 60815 si el sitio de instalación excede las condiciones de Clase II (ambientes costeros, industriales pesados, desérticos pueden requerir Clase III o IV).
Si aplican requisitos de servicios públicos locales o del proyecto (por ejemplo, clasificación IP mejorada, disposición de terminales, idioma de documentación, o certificados requeridos), especifíquelos en la etapa de pedido. Las configuraciones especiales se confirmarán mediante acuerdo técnico y hoja de datos final antes de la producción.