Descripción general del producto
Definición funcional
Los transformadores de tensión de resina epoxi para interiores de 20 kV, series JDZ9-20 y JDZ(X)F9-20G, son instrumentos electromagnéticos de precisión diseñados para mediciones exactas de tensión, facturación energética y aplicaciones de protección de relés en sistemas de energía de corriente alterna de media tensión. Estos transformadores utilizan el principio de inducción electromagnética para proporcionar señales de tensión secundaria aisladas galvánicamente y proporcionales a la tensión primaria, permitiendo una interfaz segura con equipos de medición, protección y supervisión.
Características principales
| Ítem | Especificación (según pedido/placa de características) |
|---|---|
| Clase de tensión del sistema | Clase 20 kV (aplicaciones en celdas y distribución interior) |
| Frecuencia nominal | 50 Hz (60 Hz disponible bajo solicitud) |
| Tensión primaria nominal | 20 kV o 20/√3 kV (fase-tierra para sistemas con neutro a tierra) |
| Tensión secundaria nominal | 100 V, 100/√3 V, 100/3 V (según especificado) |
| Clases de exactitud | Devanados para medición y/o protección según especificado (por ejemplo, 0,2 / 0,5 para medición; 6P para protección) |
| Carga nominal | Por devanado según especificado (VA) |
| Factor de potencia de la carga | cosφ = 0,8 (en retraso), salvo que se especifique otro valor en la norma del proyecto |
| Capacidad máxima de salida | Según variante del 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 del modelo | JDZ9-20 (un solo devanado), JDZF9-20 (doble devanado), JDZX9-20G (tres devanados con detección de tensión residual), JDZXF9-20G (cuatro devanados con detección de tensión residual) |
Principio de funcionamiento
Basándose en la ley de inducción electromagnética de Faraday, el transformador de tensión cuenta con un núcleo magnético laminado, cuyo devanado primario se conecta al circuito de alta tensión y los devanados secundarios entregan una tensión proporcional. El flujo magnético generado por la tensión primaria induce una tensión correspondiente en los devanados secundarios, proporcionando una tensión de salida estandarizada a la carga conectada. El sistema de aislamiento moldeado en resina epoxi garantiza un aislamiento eléctrico completo entre los devanados primario, secundario y terciario.
Posición en el sistema
- Distribución de media tensión: Celdas y subestaciones de distribución de 20 kV
- Medición energética: Medición de tensión de calidad comercial para sistemas de facturación
- Circuitos de protección: Esquemas de protección contra sobretensión, subtensión y falla a tierra
- Integración SCADA: Supervisión de tensión para sistemas de control supervisorio y adquisición de datos
- Monitoreo de calidad de energía: Evaluación del nivel de tensión y análisis de calidad
Descripción estructural
La construcción moldeada al vacío en resina epoxi con diseño totalmente cerrado garantiza un rendimiento superior en aislamiento, resistencia a la humedad y resistencia mecánica. La configuración de montaje tipo soporte permite una instalación compacta en entornos de celdas interiores, manteniendo excelentes distancias de separación eléctrica y de fuga superficial. Las múltiples configuraciones de devanados secundarios permiten funciones simultáneas de medición, protección y detección de tensión residual.
Designación del modelo
Explicación del código del modelo
- J — Transformador de tensión (VT)
- D — Diseño monofásico
- Z — Aislamiento en resina moldeada (epoxi), estructura totalmente cerrada
- 9 — Código de diseño (plataforma/iteración)
- 20 — Clase de tensión (kV)
- F (cuando está presente) — Configuración de doble devanado secundario (dos núcleos independientes para medición/protección)
- X (cuando está presente) — Incluye devanado terciario en delta abierta para detección de tensión residual (falla a tierra)
- G (cuando está presente) — Aplicación en sistemas con neutro a tierra (tensión primaria nominal de 20/√3 kV)
Resumen de variantes del modelo
| Modelo | Tensión primaria
nominal |
Configuración
secundaria |
Aplicación |
|---|---|---|---|
| JDZ9-20 | 20 kV
(fase-fase) |
Un solo devanado secundario:
100 V o 100/√3/100/3 V |
Medición o protección básica
(sistemas con neutro aislado) |
| JDZF9-20 | 20 kV
(fase-fase) |
Doble devanado secundario: 100/100 V | Medición y protección independientes
(sistemas con neutro aislado) |
| JDZX9-20G | 20/√3 kV
(fase-tierra) |
Un devanado secundario + devanado de tensión residual: 100/√3 V + 100/3 V | Medición/protección + detección de falla a tierra
(sistemas con neutro a tierra) |
| JDZXF9-20G | 20/√3 kV
(fase-tierra) |
Doble devanado secundario + devanado de tensión residual: 100/√3 V + 100/√3 V + 100/3 V | Medición/protección independientes + detección de falla a tierra
(sistemas con neutro a tierra) |
Condiciones de servicio
Los transformadores de tensión de la serie JDZ9-20 están diseñados para operación en interiores bajo condiciones normales de servicio en sistemas eléctricos de media tensión.
- Entorno de instalación: Solo para instalación en interiores
- Altitud: No superior a 1000 m sobre el nivel del mar (para altitudes superiores, debe especificarse para confirmación técnica y reducción de capacidad)
- Temperatura ambiente: −5 °C a +40 °C
- Humedad relativa: ≤ 95% (sin condensación a temperatura de referencia de +20 °C)
- Grado de contaminación: Clase II según IEC 60664-1
- Posición de instalación: Montaje vertical sobre la base o panel de la celda
- Condiciones ambientales: Libre de gases corrosivos, medios explosivos o inflamables, vibraciones severas, choques mecánicos o impactos
Construcción
Diseño constructivo
- Estructura: Tipo soporte (poste) para montaje en celdas interiores
- Aislamiento: Sistema de aislamiento totalmente cerrado moldeado al vacío en resina epoxi
- Núcleo: Núcleo laminado de acero silicio de alta calidad con bajas pérdidas
- Devanados: Devanado primario dimensionado para el nivel completo de aislamiento; devanados secundarios con núcleos independientes cuando aplica la configuración multi-devanado
- Sistema: Sistema integrado de aislamiento primario y secundario con devanado terciario dedicado para detección de tensión residual (modelos tipo X)
La fundición al vacío en resina epoxi proporciona propiedades estables de aislamiento y resistencia a la humedad, contaminación, envejecimiento térmico y degradación por UV para un servicio prolongado en interiores. La construcción totalmente cerrada elimina riesgos de contaminación externa y ofrece resistencia inherente al rastreo superficial.
Devanados y marcado de terminales
JDZ9-20 / JDZF9-20 (modelos para sistemas con neutro aislado)
- Terminales primarios: A / X (entrada/salida de alta tensión)
- Terminales secundarios (Grupo 1): a / x (devanado de medición o protección)
- Terminales secundarios (Grupo 2, JDZF9-20): a’ / x’ (segundo devanado de medición o protección)
JDZX9-20G / JDZXF9-20G (modelos para sistemas con neutro a tierra)
- Terminales primarios: A / N (conexión de fase y neutro de alta tensión)
- Terminales secundarios (Grupo 1): a / n (devanado de medición o protección)
- Terminales secundarios (Grupo 2, JDZXF9-20G): a’ / n’ (segundo devanado de medición o protección)
- Terminales terciarios (devanado de tensión residual): da / dn (detección de tensión residual en delta abierta)
El marcado de terminales sigue las convenciones estándar de polaridad para transformadores de tensión según IEC 61869-3. En condiciones normales de operación, el terminal A se conecta al conductor de fase. En sistemas con neutro a tierra, el terminal N debe conectarse al neutro del sistema. Debe observarse correctamente la identificación de terminales para garantizar el rendimiento en medición y protección.
Datos técnicos
Esta sección proporciona datos técnicos orientados a la selección de los transformadores de tensión de resina moldeada para interiores de la serie JDZ9-20 utilizados en sistemas de CA de clase 20 kV (50 Hz). Los datos que se muestran a continuación tienen como finalidad la selección preliminar de la variante del modelo, combinaciones de clases de exactitud, cargas nominales y capacidad de salida.
Definiciones: Combinación de clases de exactitud indica los devanados disponibles para medición/protección en un mismo transformador (puede aplicar configuración multi-devanado). 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 / tensión soportada en CA de corta duración / tensión soportada ante impulso atmosférico) según IEC 60071-1.
Notación: Las relaciones de tensión mostradas corresponden a primario/secundario para conexión monofásica. Para sistemas trifásicos con neutro a tierra (modelos tipo G), la tensión primaria nominal es 20/√3 kV (fase-tierra). La salida del devanado de tensión residual es 100/3 V en condiciones normales equilibradas y aumenta en presencia de fallas a tierra.
Referencia de datos
| Modelo | Relación de tensión nominal (V) |
Combinación de clase de exactitud |
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 instrumento – Parte 1: Requisitos generales | Requisitos generales |
| IEC 61869-3 | Transformadores de instrumento – Parte 3: Requisitos adicionales para transformadores inductivos de tensión | Requisitos específicos para VT |
| GB/T 20840.1 | Transformadores de instrumento – Parte 1: Requisitos generales | Norma nacional (alineada con el marco IEC 61869) |
| GB/T 20840.3 | Transformadores de instrumento – Parte 3: Transformadores inductivos de tensión | Requisitos nacionales para VT (alineados con IEC 61869-3) |
| GB 1207-2006 | Transformadores electromagnéticos de tensión | Norma nacional para VT cuando lo exija el proyecto |
| IEC 60071-1 | Coordinación del aislamiento – Parte 1: Definiciones, principios y reglas | Coordinación del nivel de aislamiento |
| IEC 60664-1 | Coordinación del aislamiento para equipos en sistemas de baja tensión | Requisitos de grado de contaminación y distancias de separación |
| IEEE C57.13 | Requisitos estándar para transformadores de instrumento | Opcional (referencia para proyectos en América del Norte) |
| IEC 60085 | Aislamiento eléctrico – Evaluación y designación térmica | Referencia para evaluación de clase térmica del aislamiento |
Cumplimiento en pruebas de fábrica
- Pruebas de rutina según los requisitos aplicables de IEC/GB (incluyendo verificación de polaridad/marcado, verificación de relación de tensión y verificación de exactitud según clase y carga especificadas)
- Pruebas dieléctricas según los requisitos de coordinación del aislamiento y normas aplicables (prueba de rigidez dieléctrica en frecuencia industrial y prueba de rigidez ante impulso atmosférico)
- Prueba de descargas parciales cuando lo exija el proyecto
- Inspección visual y dimensional, incluyendo conformidad de marcado y acabado
- Prueba de elevación de temperatura en condiciones de potencia nominal y potencia máxima
- Pruebas de tipo y especiales según lo requerido por la especificación del proyecto
Instalación y dimensiones
Vista general
Diagrama esquemático de conexiones
- Las dimensiones generales y detalles de montaje se proporcionan en los planos dimensionales específicos para cada variante del modelo.
- El transformador debe montarse firmemente utilizando los orificios de fijación designados en la base de montaje.
- Los terminales primarios deben conectarse a las barras de alta tensión con las distancias mínimas de separación y fuga superficial exigidas por las normas aplicables.
- Debe mantenerse una separación adecuada para garantizar el aislamiento, la disipación térmica y el acceso para mantenimiento.
- Para aplicaciones en sistemas con neutro a tierra (modelos tipo G), verifique la conexión correcta de los terminales primarios (A a fase, N a neutro).
Requisitos de instalación
- Orientación de montaje: Instalación vertical con terminales primarios en la parte superior
- Separaciones: Mantener distancias mínimas fase-fase y fase-tierra según IEC 60071-1 y el código eléctrico local
- Acceso a terminales: Asegurar que los compartimentos de terminales secundarios sean accesibles para cableado y mantenimiento
- Ventilación: Proporcionar circulación de aire adecuada para la disipación del calor bajo carga nominal continua
- Protección ambiental: Proteger contra exposición directa al agua, condensación y acumulación excesiva de polvo
Información para pedidos
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 confirmación técnica y liberación de 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 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 clases de exactitud (clase de exactitud para medición y/o protección por devanado secundario)
- Carga nominal (VA) para cada devanado secundario
- Cantidad (unidades monofásicas requeridas; normalmente 3 unidades para sistemas trifásicos)
Orientación para la selección
Paso 1: Determine la configuración de puesta a tierra del sistema (neutro aislado vs. neutro a tierra) y seleccione la familia de modelos adecuada (JDZ/JDZF para neutro aislado; JDZX/JDZXF para neutro a tierra con detección de tensión residual).
Paso 2: Determine si se requieren devanados independientes para medición y protección (un solo devanado: JDZ/JDZX; doble devanado: JDZF/JDZXF).
Paso 3: Seleccione los requisitos de exactitud para medición y/o protección (por ejemplo, 0,2 para medición de facturación de alta precisión; 0,5 para instrumentación; 6P para relés de protección).
Paso 4: Calcule la carga nominal (VA) para cada circuito secundario considerando los medidores/relés/instrumentos conectados y las pérdidas en el cableado a 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 (normalmente 3 unidades monofásicas). Para detección de tensión residual, asegúrese de configurar correctamente la conexión en delta abierta.
Si existen requisitos específicos de la compañía eléctrica local o del proyecto (por ejemplo, nivel de aislamiento mejorado, clases de exactitud especiales, relaciones de tensión personalizadas, coordinación con fusibles de transformador, disposición de terminales, limitaciones de montaje, idioma de documentación o certificados requeridos), indíquelos en la etapa de pedido. Las configuraciones especiales deben confirmarse mediante acuerdo técnico y hoja de datos final antes de la producción.