Descripción general del producto
Definición funcional
Las series JDZ9-20 y JDZ(X)F9-20G, Transformadores de Tensión de Resina Epóxica para Interior de 20kV, son instrumentos electromagnéticos de precisión diseñados para medición precisa de voltaje, medición de energía y aplicaciones de protección por relé en sistemas de energía de CA de media tensión. Estos transformadores utilizan principios de inducción electromagnética para proporcionar señales de voltaje secundario galvánicamente aisladas proporcionales al voltaje primario, permitiendo una interfaz segura con equipos de medición, protección y monitoreo.
Características nominales clave
| Elemento | Especificación (según pedido / placa de características) |
|---|---|
| Clase de tensión del sistema | Clase 20 kV (aplicaciones de tableros de distribución y distribución interior) |
| Frecuencia nominal | 50 Hz (60 Hz disponible bajo solicitud) |
| Tensión primaria nominal | 20 kV o 20/√3 kV (línea-tierra para sistemas de neutro conectado a tierra) |
| Tensión secundaria nominal | 100 V, 100/√3 V, 100/3 V (según especificación) |
| Clases de precisión | Devanados de medición y/o protección según especificación (p. ej., 0.2 / 0.5 para medición; 6P para protección) |
| Carga nominal | Por devanado según especificación (VA) |
| Factor de potencia de la carga | cosφ = 0.8 (inductivo) salvo especificación contraria según la norma del proyecto |
| Capacidad máxima de salida | Por variante de modelo (VA) |
| Nivel de aislamiento | 24/65/125 kV (Um/ACSD/LI) según IEC 60071-1 |
| Normas aplicables | IEC 61869-3 / IEC 61869-1; GB/T 20840.3 / 20840.1; GB 1207-2006 |
| Variantes de modelo | JDZ9-20 (devanado único), JDZF9-20 (doble devanado), JDZX9-20G (tres devanados con detección de voltaje residual), JDZXF9-20G (cuatro devanados con detección de voltaje residual) |
Principio de funcionamiento
Basado en la ley de Faraday de inducción electromagnética, el transformador de tensión cuenta con un núcleo magnético laminado con devanado primario conectado al circuito de alta tensión y devanados secundarios que proporcionan salida de voltaje proporcional. El flujo magnético generado por el voltaje primario induce el voltaje correspondiente en los devanados secundarios, proporcionando voltaje de salida estandarizado a la carga conectada. El sistema de aislamiento fundido en resina epóxica proporciona aislamiento eléctrico completo entre los devanados primario, secundario y terciario.
Posición de aplicación en el sistema
- Distribución de Media Tensión: Tableros de distribución de 20kV y subestaciones de distribución
- Medición de Energía: Medición de voltaje de grado comercial para sistemas de facturación
- Circuitos de Protección: Esquemas de protección contra sobretensión, subtensión y falla a tierra
- Integración SCADA: Monitoreo de voltaje para sistemas de control supervisorio y adquisición de datos
- Monitoreo de Calidad de Energía: Evaluación del nivel de voltaje y análisis de calidad
Descripción estructural
La construcción fundida al vacío en resina epóxica con diseño totalmente cerrado garantiza un rendimiento de aislamiento superior, resistencia a la humedad y resistencia mecánica. La configuración de montaje tipo soporte proporciona instalación compacta en entornos de tableros de distribución interior mientras mantiene excelentes distancias de aislamiento eléctrico y distancias de fuga. Múltiples configuraciones de devanado secundario permiten funciones simultáneas de medición, protección y detección de voltaje residual.
Designación del modelo
Explicación del código del modelo
- J — Transformador de tensión (TT)
- D — Diseño monofásico
- Z — Estructura totalmente cerrada aislada con resina fundida (epóxica)
- 9 — Código de diseño (plataforma/iteración)
- 20 — Clase de tensión (kV)
- F (cuando está presente) — Configuración de doble devanado secundario (dos núcleos independientes de medición/protección)
- X (cuando está presente) — Incluye devanado terciario en delta abierta para detección de voltaje residual (falla a tierra)
- G (cuando está presente) — Aplicación para sistema de neutro conectado a tierra (tensión primaria 20/√3 kV)
Resumen de variantes de modelo
| Modelo | Tensión Primaria Nominal | Configuración Secundaria | Aplicación |
|---|---|---|---|
| JDZ9-20 | 20 kV (fase-fase) | Devanado secundario único: 100 V o 100/√3/100/3 V | Medición o protección básica (sistemas de neutro aislado) |
| JDZF9-20 | 20 kV (fase-fase) | Dobles devanados secundarios: 100/100 V | Medición y protección independientes (sistemas de neutro aislado) |
| JDZX9-20G | 20/√3 kV (fase-tierra) | Devanado secundario único + devanado de voltaje residual: 100/√3 V + 100/3 V | Medición/protección + detección de falla a tierra (sistemas de neutro conectado a tierra) |
| JDZXF9-20G | 20/√3 kV (fase-tierra) | Dobles devanados secundarios + devanado de voltaje residual: 100/√3 V + 100/√3 V + 100/3 V | Medición/protección independientes + detección de falla a tierra (sistemas de neutro conectado a tierra) |
Condiciones de servicio
Los transformadores de tensión serie JDZ9-20 están diseñados para operación interior bajo condiciones normales de servicio en sistemas de energía de media tensión.
- Entorno de instalación: Solo instalación interior
- Altitud: No superior a 1000 m sobre el nivel del mar (mayor altitud debe especificarse para confirmación de ingeniería y reducción)
- Temperatura ambiente: −5 °C a +40 °C
- Humedad relativa: ≤ 95% (sin condensación a +20 °C de referencia)
- Grado de contaminación: Clase II según IEC 60664-1
- Posición de instalación: Montaje vertical sobre base de tablero o panel
- Condiciones ambientales: Libre de gases corrosivos, medios explosivos o inflamables, vibración severa, choque mecánico o impacto
Construcción
Diseño de construcción
- Estructura: Tipo soporte (poste) para montaje en tableros de distribución interior
- Aislamiento: Sistema de aislamiento fundido al vacío en resina epóxica totalmente cerrado
- Núcleo: Núcleo laminado de acero al silicio de alto grado con características de baja pérdida
- Devanados: Devanado primario clasificado para nivel de aislamiento completo; devanados secundarios con núcleos independientes donde aplica configuración de devanado múltiple
- Sistema: Sistema de aislamiento integrado primario y secundario con devanado terciario dedicado para detección de voltaje residual (modelos tipo X)
La fundición al vacío en resina epóxica proporciona propiedades de aislamiento estables y resistencia a la humedad, contaminación, envejecimiento térmico y degradación UV para servicio interior a largo plazo. La construcción totalmente cerrada elimina los riesgos de contaminación externa y proporciona resistencia inherente al seguimiento superficial.
Devanados y marcado de bornes
JDZ9-20 / JDZF9-20 (Modelos para Sistema de Neutro Aislado)
- Bornes primarios: A / X (entrada/salida de alta tensión)
- Bornes secundarios (Grupo 1): a / x (devanado de medición o protección)
- Bornes secundarios (Grupo 2, JDZF9-20): a’ / x’ (segundo devanado de medición o protección)
JDZX9-20G / JDZXF9-20G (Modelos para Sistema de Neutro Conectado a Tierra)
- Bornes primarios: A / N (conexión de fase y neutro de alta tensión)
- Bornes secundarios (Grupo 1): a / n (devanado de medición o protección)
- Bornes secundarios (Grupo 2, JDZXF9-20G): a’ / n’ (segundo devanado de medición o protección)
- Bornes terciarios (devanado de voltaje residual): da / dn (detección de voltaje residual en delta abierta)
Las marcas de los bornes siguen las convenciones de polaridad estándar de TT según IEC 61869-3. Bajo condiciones normales de operación, el borne A se conecta al conductor de fase. Para sistemas conectados a tierra, el borne N debe conectarse al neutro del sistema. Se debe observar la identificación correcta de los bornes para garantizar el rendimiento de medición y protección.
Datos técnicos
Esta sección proporciona datos técnicos orientados a la selección para los transformadores de tensión JDZ9-20 serie interior, fundidos en resina, utilizados en sistemas de CA de clase 20 kV (50 Hz). Los datos mostrados a continuación están destinados a la selección preliminar de variante de modelo, combinaciones de clases de precisión, cargas nominales y capacidad de salida.
Definiciones: Combinación de clase de precisión indica los devanados de medición/protección disponibles en un TT (puede aplicar configuración de devanado múltiple). Potencia nominal (VA) se especifica por devanado secundario. Potencia máxima (VA) representa el límite térmico para operación continua. Nivel de aislamiento se expresa como Um/ACSD/LI (tensión máxima del sistema / soportar CA de corta duración / impulso de rayo) según IEC 60071-1.
Notación: Las relaciones de voltaje mostradas son primario/secundario para conexión monofásica. Para sistemas trifásicos con neutro conectado a tierra (modelos tipo G), la tensión primaria nominal es 20/√3 kV (fase-tierra). La salida del devanado de voltaje residual es 100/3 V bajo condiciones normales equilibradas y aumenta bajo condiciones de falla a tierra.
Referencia de datos
| Modelo | Relación de Tensión Nominal (V) | Combinación de Clase de Precisión | Potencia Nominal (VA) | Potencia Máxima (VA) | Nivel de Aislamiento (kV) Um / ACSD / LI |
|---|---|---|---|---|---|
| JDZ9-20 | 20000/100 o 20000/100/√3/100/3 | 0.2 | 20 | 600 | 24 / 65 / 125 |
| 0.5 | 50 | 600 | |||
| JDZF9-20 | 20000/100/100 | 0.2 / 0.5 | 20 / 20 | 2 × 300 | |
| 0.2 / 0.5 | 20 / 30 | 2 × 300 | |||
| 0.5 / 0.5 | 30 / 30 | 2 × 300 | |||
| JDZX9-20G | 20000/√3 / 100/√3 / 100/3 | 0.2 / 6P | 20 / 100 | 600 | |
| 0.5 / 6P | 50 / 100 | 600 | |||
| JDZXF9-20G | 20000/√3 / 100/√3 / 100/√3 / 100/3 | 0.2 / 0.2 / 6P | 20 / 20 / 100 | 2 × 300 | |
| 0.2 / 0.5 / 6P | 20 / 30 / 100 | 2 × 300 | |||
| 0.5 / 0.5 / 6P | 30 / 30 / 100 | 2 × 300 |
Normas y referencias normativas
| Norma | Título | Aplicación |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Transformadores de instrumentación – Parte 1: Requisitos generales | Requisitos generales |
| IEC 61869-3 | Transformadores de instrumentación – Parte 3: Requisitos adicionales para transformadores de tensión inductivos | Requisitos específicos para TT |
| GB/T 20840.1 | Transformadores de instrumentación – Parte 1: Requisitos generales | Norma nacional (alineada con el marco IEC 61869) |
| GB/T 20840.3 | Transformadores de instrumentación – Parte 3: Transformadores de tensión inductivos | Requisitos nacionales para TT (alineados con IEC 61869-3) |
| GB 1207-2006 | Transformadores de tensión electromagnéticos | Norma nacional para TT cuando lo especifica el proyecto |
| IEC 60071-1 | Coordinación de aislamiento – Parte 1: Definiciones, principios y reglas | Coordinación del nivel de aislamiento |
| IEC 60664-1 | Coordinación de aislamiento para equipos dentro de sistemas de baja tensión | Requisitos de grado de contaminación y distancias de aislamiento |
| IEEE C57.13 | Requisitos estándar para transformadores de instrumentación | Opcional (referencia para proyectos de América del Norte) |
| IEC 60085 | Aislamiento eléctrico – Evaluación térmica y designación | Referencia de evaluación de clase térmica de aislamiento |
Cumplimiento de pruebas de fábrica
- Pruebas de rutina según los requisitos IEC/GB aplicables (incluyendo verificación de polaridad/marcado, verificación de relación de voltaje y verificación de precisión según clase y carga especificadas)
- Pruebas dieléctricas según los requisitos de coordinación de aislamiento y la norma aplicable (prueba de soportar a frecuencia de red y prueba de soportar al impulso de rayo)
- Prueba de descarga parcial cuando lo especifica el requisito del proyecto
- Inspección visual y dimensional incluyendo marcado y conformidad de mano de obra
- Prueba de aumento de temperatura en condiciones de salida nominal y salida máxima
- Pruebas de tipo y especiales según lo requiera la especificación del proyecto
Instalación y dimensiones
Esquema
Plano dimensional
Diagrama esquemático de cableado
- Las dimensiones generales y los detalles de montaje se proporcionan en los planos dimensionales específicos para cada variante de modelo.
- El transformador debe montarse de forma segura utilizando los orificios de fijación designados en la base de montaje.
- Los bornes primarios deben conectarse a los juegos de barras de alta tensión con las distancias de aislamiento y de fuga apropiadas según las normas aplicables.
- Se debe mantener una distancia de aislamiento adecuada para aislamiento, disipación de calor y acceso de mantenimiento.
- Para aplicaciones de sistema de neutro conectado a tierra (modelos tipo G), verifique la conexión correcta del borne primario (A a fase, N a neutro).
Requisitos de instalación
- Orientación de montaje: Instalación vertical con bornes primarios en la parte superior
- Distancias de aislamiento: Mantener las distancias de aislamiento mínimas fase-fase y fase-tierra según IEC 60071-1 y el código eléctrico local
- Acceso a bornes: Asegurar que los compartimentos de bornes secundarios sean accesibles para cableado y mantenimiento
- Ventilación: Proporcionar circulación de aire adecuada para disipación de calor bajo carga nominal continua
- Protección ambiental: Proteger de exposición directa al agua, condensación y acumulación excesiva de polvo
Información de pedido
Al realizar un pedido, la configuración requerida debe especificarse de acuerdo con la configuración de puesta a tierra del sistema, las normas aplicables y la especificación técnica del proyecto. Los siguientes parámetros deben indicarse claramente para la confirmación técnica y el lanzamiento de la producción:
- Designación del modelo (JDZ9-20 / JDZF9-20 / JDZX9-20G / JDZXF9-20G)
- Tensión primaria nominal (20 kV para neutro aislado; 20/√3 kV para neutro conectado a tierra)
- Tensión secundaria nominal (100 V, 100/√3 V, 100/3 V según corresponda)
- Frecuencia del sistema (50 Hz o 60 Hz)
- Combinación de clase de precisión (clase de precisión de medición y/o protección por devanado secundario)
- Carga nominal (VA) para cada devanado secundario
- Cantidad (unidades monofásicas requeridas; típicamente 3 unidades para sistema trifásico)
Guía de selección
Paso 1: Determine la configuración de puesta a tierra del sistema (neutro aislado vs. neutro conectado a tierra) y seleccione la familia de modelo apropiada (JDZ/JDZF para aislado; JDZX/JDZXF para conectado a tierra con detección de voltaje residual).
Paso 2: Determine si se requieren devanados de medición y protección independientes (devanado único: JDZ/JDZX; doble devanado: JDZF/JDZXF).
Paso 3: Seleccione los requisitos de precisión de medición y/o protección (p. ej., 0.2 para medición comercial de alta precisión; 0.5 para instrumentación; 6P para relés de protección).
Paso 4: Calcule la carga nominal (VA) para cada circuito secundario según los medidores/relés/instrumentos conectados y las pérdidas de cableado con la tensión secundaria nominal.
Paso 5: Verifique que el nivel de aislamiento (24/65/125 kV) sea adecuado para la tensión máxima del sistema y las condiciones ambientales.
Paso 6: Para sistemas trifásicos, especifique la cantidad (típicamente 3 unidades monofásicas). Para detección de voltaje residual, asegure la configuración de conexión en delta abierta correcta.
Si aplican requisitos locales de servicios públicos o del proyecto (p. ej., nivel de aislamiento mejorado, clases de precisión especiales, relaciones de voltaje personalizadas, coordinación de fusibles de TT, disposición de bornes, restricciones de montaje, idioma de documentación o certificados requeridos), especifíquelos en la etapa de pedido. Las configuraciones especiales deben confirmarse mediante acuerdo técnico y hoja de datos final antes de la producción.