¿Alguna vez te has preguntado cómo se determina el voltaje en el punto de inflexión de un transformador de corriente? Este aspecto fundamental en la ingeniería eléctrica no solo es crucial para el diseño y funcionamiento eficiente de los sistemas eléctricos, sino que también puede ser un tema desafiante para muchos. En este artículo, desglosaremos el proceso de cálculo del voltaje de manera sencilla y accesible, explorando los conceptos clave y ofreciendo ejemplos prácticos que te permitirán profundizar en el fascinante mundo de los transformadores. ¡Prepárate para iluminar tus conocimientos y convertirte en un experto en el tema!
¿Alguna vez te has preguntado cómo calcular el voltaje del punto de inflexión en un transformador de corriente? Si es así, has llegado al lugar correcto. En este artículo, vamos a desvelar todos los secretos y fórmulas para determinar el voltaje exacto de este punto crucial en la operación de un transformador. Así que prepárate para sumergirte en el fascinante mundo de la ingeniería eléctrica y descubrir cómo hacer estos cálculos de forma precisa. ¡No te lo pierdas!
¿Cuál es el voltaje del punto de inflexión de CT?
El punto de rodilla se define como el Voltaje en el que se aplica un aumento del 10% Voltaje aumenta la corriente de magnetización en un 50%. Para voltajes mayores que el voltaje del punto de inflexiónla corriente de magnetización aumenta considerablemente incluso para pequeños incrementos en Voltaje a través de las terminales secundarias.
Definición de KPV según IEC: ¿Qué es el punto de inflexión?
Según IEC, la tensión de punto de inflexión de un transformador de corriente se define como la tensión a la que un aumento del 10 % en la tensión del secundario del TC da como resultado un aumento del 50 % en la corriente secundaria.
Curva>Por encima del punto de inflexión, el CT se satura. El punto de inflexión es un parámetro importante para la selección de CT para una instalación eléctrica en particular. El punto de inflexión indica el punto de saturación de CT en la curva de magnetización o curva BH.
Importancia del voltaje del punto de inflexión para PS clase CT:
Esquema de protección diferencial:
>Las características de magnetización de los CT de los lados LV y HV utilizados para la protección diferencial deben tener el mismo voltaje de punto de inflexión Vk y la misma corriente de excitación Imi en Vk/2. Si hay una variación en el voltaje del punto de inflexión de los TC, el TC que tenga menos voltaje del punto de inflexión (KPV) se saturará en caso de una falla externa y el relé de protección diferencial se disparará con disparos no deseados. Por lo tanto, tanto el conjunto de TC utilizados en el lado primario como en el secundario del equipo deben tener el mismo voltaje de punto de inflexión y la corriente de excitación (Ie) en Vk/2.
El voltaje del punto de inflexión se selecciona para los TC de clase PS (protección diferencial) a la mitad del voltaje del punto de inflexión, de modo que el punto se encuentre entre el tobillo y el punto de inflexión de la curva de magnetización del TC. El punto K en el gráfico a continuación es el ‘Punto de Rodilla’. El punto inicial de la gráfica se conoce como punto del tobillo de la curva de magnetización de CT.
>El voltaje del punto de inflexión tiene importancia cuando el CT se usa para protección diferencial o REF.
Cálculo del voltaje del punto de inflexión:
El Cálculo del punto de inflexión CT simplemente se puede hacer usando la Ley de Ohm.
Según la ley de Ohm
V=I*R
R es la resistencia total del secundario del TC.
>Fórmula de voltaje del punto de inflexión:
El voltaje del punto de inflexión CT se puede calcular usando la fórmula;
Vkp = K * Si/CTR * (RCT + RL + RR)
Dónde,
K = Constante, convencionalmente tomado como 2.0
Vkp = El voltaje mínimo del punto de inflexión
If = Corriente máxima de falla en la ubicación, en amperios
CTR = Relación CT
RCT = Resistencia del devanado secundario de CT, en ohmios
RL = Resistencia de plomo de 2 vías, en ohmios
RR = Carga del relé, en ohmios
ECA + RL + RR = Carga de TC
>
Ejemplo:
Si la corriente de falla del sistema es de 30 KACTR-600/5, RCT+RL+RR=0,5 ohmios
El voltaje del punto de inflexión del transformador de corriente es;
Vkp = K * Si/CTR * (RCT + RL + RR)
Vkp = 2*30000/120*0,5 =250 voltios
Con base en el cálculo anterior, verifique el voltaje nominal del punto de inflexión de CT. Si el voltaje del punto de inflexión calculado sobre la base de la red eléctrica es más alto que el voltaje del punto de inflexión especificado de CT, entonces existe la posibilidad de que se sature el CT durante una falla en la red eléctrica y probablemente el relé de protección no funcionará.
¿Cómo verificar el voltaje del punto de inflexión del CT?
El transformador de corriente de la clase PS se puede probar para determinar si el CT tiene o no el voltaje de punto de inflexión según las especificaciones del fabricante. El procedimiento de prueba es muy simple y se puede realizar si la fuente de voltaje variable está disponible.
Configuración de prueba:
>Procedimiento de prueba para el cálculo de voltaje de punto de inflexión de CT:
- Desconecte el TC de todas las conexiones externas
- Anote el voltaje del punto de inflexión del CT (según la hoja de datos del CT).
- Aplique un voltaje del 5 al 10 % del voltaje del punto de inflexión al secundario del TC mediante un autotransformador. Anote la corriente secundaria.
- Aumente el voltaje gradualmente al 20,30,40,50,60,70,80,90 % del punto de inflexión nominal del TC y anote la corriente secundaria.
- Ahora aumente el voltaje al 100% de KPV y anote la corriente.
- Aumente el voltaje por encima del 110% de KPV y observe el aumento en la corriente secundaria. Si el aumento de corriente secundaria es del 50% con un aumento de este voltaje del 10%. El voltaje del punto de inflexión del CT es el voltaje según el paso No.5.
Resultados de la prueba :
Esta es la muestra de los resultados de la prueba del cálculo del punto de inflexión.
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¿Cómo calcular el voltaje del punto de inflexión del transformador de corriente?
¿Alguna vez te has preguntado cómo se determina el voltaje en el punto de inflexión de un transformador de corriente? Este aspecto fundamental en la ingeniería eléctrica no solo es crucial para el diseño y funcionamiento eficiente de los sistemas eléctricos, sino que también puede ser un tema desafiante para muchos. En este artículo, desglosaremos el proceso de cálculo del voltaje de manera sencilla y accesible, explorando los conceptos clave y ofreciendo ejemplos prácticos que te permitirán profundizar en el fascinante mundo de los transformadores.
Definición del voltaje del punto de inflexión
El voltaje del punto de inflexión se refiere al voltaje en el cual un aumento del 10% en el voltaje aplicado resulta en un aumento del 50% en la corriente de magnetización del transformador de corriente (TC). Este punto es crucial, ya que indica el inicio de la saturación en el transformador, un fenómeno que puede afectar negativamente el rendimiento de los sistemas de protección y medición eléctricos.
Fórmula para calcular el voltaje del punto de inflexión
El cálculo del voltaje del punto de inflexión (Vkp) se puede realizar utilizando la ley de Ohm y la siguiente fórmula:
Vkp = K * If/CTR * (RCT + RL + RR)
- K = Constante, generalmente tomada como 2.0
- If = Corriente máxima de falla en la ubicación, en amperios
- CTR = Relación de transformación del transformador
- RCT = Resistencia del devanado secundario de TC, en ohmios
- RL = Resistencia de plomo de 2 vías, en ohmios
- RR = Carga del relé, en ohmios
Ejemplo práctico
Supongamos que la corriente de falla del sistema es de 30 KA, con un transformador de relación 600/5 y una resistencia total de los componentes de RCT + RL + RR que es 0.5 ohmios. Para calcular el voltaje del punto de inflexión, aplicamos la fórmula:
Vkp = 2 * 30000 / 120 * 0.5 = 250 voltios
Este resultado indica que el transformador comenzará a saturarse en este punto de voltaje.
Importancia del voltaje del punto de inflexión
El voltaje del punto de inflexión es especialmente relevante en aplicaciones de protección diferencial, donde es crucial que los transformadores de corriente utilizados en un sistema mantengan características de magnetización consistentes. Una variación en el voltaje del punto de inflexión puede resultar en disparos no deseados de relés de protección, lo que puede comprometer la seguridad del sistema eléctrico.
FAQs
¿Qué sucede si el voltaje del punto de inflexión es demasiado bajo?
Si el voltaje del punto de inflexión es demasiado bajo, el transformador puede saturarse prematuramente, lo que puede llevar a lecturas inexactas y a disparos no deseados de los relés de protección, lo que comprometería la seguridad del sistema.
¿Cómo afecta la temperatura al voltaje del punto de inflexión?
La temperatura puede afectar las propiedades magnéticas del material del transformador, lo que a su vez puede cambiar el voltaje del punto de inflexión. Es importante considerar las condiciones de operación al seleccionar transformadores de corriente.
¿Puedo calcular el voltaje del punto de inflexión sin medidas precisas?
Aunque es posible hacer estimaciones, para obtener resultados precisos y confiables es fundamental contar con mediciones exactas de la corriente de falla y las resistencias del sistema.
Para más información sobre el voltaje del punto de inflexión y su cálculo, visita otros recursos en línea como Esta página sobre el uso del voltaje del punto de inflexión o utiliza calculadoras en línea para resolver problemas relacionados con la ley de Ohm.
Boubker: ¡Totalmente de acuerdo, robledo! Este artículo es un alivio para quienes como yo, hemos batallado con estos conceptos. Recuerdo que en mi primer trabajo en electricidad, me volví loco intentado entender cómo calcular el voltaje del punto de inflexión. Al final, con un par de tutoriales y artículos como este, logré hacerlo sin problemas. Es increíble cómo con un poco de guía se vuelve todo más claro. ¡Gracias por compartir!
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Rozalen: ¡Exacto, chicos! Yo también pasé por eso. Recuerdo que la primera vez que intenté calcular el voltaje, casi tiro todo por la ventana. Me dio tanta frustración que pensé en cambiar de carrera. Pero después de leer varios artículos y practicar un poco, como este, todo comenzó a tener sentido. Ahora me siento mucho más cómodo con el tema, y hasta le puedo explicar a otros. Así que sí, hay que seguir aprendiendo y no rendirse. ¡Gran aporte!
¡Qué buen artículo, la verdad! Me ha aclarado muchas dudas sobre el voltaje en los transformadores de corriente. Recuerdo que cuando empecé a trabajar en el taller, me costó entender este tema y ahora veo lo importante que es. Hice un proyecto donde tuve que calcularlo, y sinceramente, me voló la cabeza lo sencillo que parece si sigues los pasos. ¡Gracias por compartir esta info tan útil!