Transformadores de corriente

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Implementar la cámara de inducción para monitorear el comportamiento del aislamiento de cables de alta tensión subterráneos (XLPE).

Control de monitoreo de temperatura y corriente de la cámara de envejecimiento y comprobación de dichas mediciones.

Resultados de las mediciones y validación de la máquina.

1.3 Justificación

La presente investigación se llevara a cabo para diseñar un transformador de corriente que funcione como una máquina de inducción electromagnética, con esto se someterá a el cable XLPE de calibre cero al flujo de corriente eléctrica, con esto se pretende ver el envejecimiento que el calentamiento ejerce y con esto reducir los costos en mantenimiento y control de calidad de los materiales aislantes, para reducir las fallas en las líneas de transmisión subterráneas y evitar cortos y daños en los equipos.

1.4 Hipótesis

Por medio de una máquina de inducción es posible generar una cámara de envejecimiento que sea capaz de ver el comportamiento del aislamiento cuando se está expuesto a la alta tensión.

1.5 Planteamiento del problema

Un transformador de corriente o “TC” es el dispositivo que nos alimenta una corriente proporcionalmente menor a la del circuito. Es de aclarar que un transformador de corriente por su aplicación se puede subdividir en transformador de medición y transformador de protección, no obstante, los transformadores se diseñan para realizar ambas funciones y su corriente nominal por secundario puede ser de 1 ó 5 Amperios, es decir desarrollan dos tipos de funciones, transformar la corriente y aislar los instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión.

En la actualidad con la tecnología es posible comparar la tabla de los fabricantes de cables de alta tensión tanto en voltajes, corrientes, ampacidad, resistencia y temperatura.

Con la cámara de inducción electromagnética se va a buscar comparar la tabla de temperatura del conductor llevándolo al calentamiento y observando que pasa.

1.6 Antecedentes

Descrita por primera vez por Michael Faraday, los procesos detrás de calentamiento por inducción fueron elaboradas por Maxwell en la tarde del siglo 19. Sin embargo, la tecnología no ha encontrado una amplia aplicación práctica hasta principios del siglo 20.

Faraday

Era 1831 cuando Michael Faraday primero dejó la ley de inducción, lo que allanaría el camino para aplicaciones de calentamiento por inducción posterior. Él descubrió que existe una íntima conexión entre el magnetismo y la electricidad - y que, como resultado, una corriente eléctrica puede ser "inducida" simplemente moviendo un imán cerca de una bobina.

Maxwell

En 1865 James Maxwell publicó por primera vez sus famosas ecuaciones, a partir de los descubrimientos de Faraday y otros, así como sus propias observaciones. Ecuaciones de Maxwell codificados y formalizaron el vínculo entre la electricidad y el magnetismo que está detrás del principio de calentamiento por inducción. Desarrollo de aplicaciones más prácticas todavía tardará décadas, sin embargo.

Siglo XX

Era la década de 1920 antes de que la tecnología de calentamiento por inducción desarrollado lo suficiente como para encontrar aplicaciones más amplias, y entonces ellos eran en su mayoría de la industria, especialmente en la manipulación de los metales. La Segunda Guerra Mundial vio una explosión en el uso de calentamiento por inducción para aplicaciones militares. Hoy en día las aplicaciones más delicadas, como en el envasado de alimentos y la fabricación de semiconductores, también emplean calentamiento por inducción.

En los sistemas eléctricos de corriente alterna se manejan normalmente diferencias de potencial e intensidades de corriente considerablemente altas, por ello y para proteger al personal y aislar eléctricamente de los equipos primarios, los equipos de medición y protección, es que estos son alimentados por magnitudes proporcionalmente menores, copiadas fielmente del sistema a través de dispositivos especiales llamados transformadores de instrumentos.

La relación de las magnitudes de corriente y potencial logra también una disminución de niveles de aislamiento y capacidad y por lo mismo, del tamaño y costo del equipo.

El comportamiento y la selección de los transformadores de instrumentos es crítico para la protección y medición, ya que esta será solo tan eficientemente exacta como lo sean estos según los parámetros eléctricos que se manejen.

Existen dos tipos de transformadores de instrumentos: los transformadores de corriente y los transformadores de potencial, este documento pretende enfocarse más a los transformadores de corriente o más bien conocidos como “TC”, iniciando con una breve descripción del circuito equivalente, sus condiciones de operación normales, condiciones de operación anormales, detallando un poco unos conceptos como corriente de magnetización y saturación que son indispensables para comprender el funcionamiento de los TC, así como los tipos de transformadores de corriente según su construcción y según su aplicación ya sea para medición o protección, especificaciones generales de un TC entre las cuales se mencionan los aislamientos de porcelana o aceite, potencia y carga admisible según la clase de TC, se detallan también las respectivas conexiones tanto en estrella y en delta, además de describir la manera en que se puede conectar el primario para modificar la relación de transformación y finalizando con las especificaciones para la elección de un transformador de corriente.

Capítulo 2

Marco teórico

2.1 Inducción magnética

La inducción magnética llamada también densidad de flujo magnético o intensidad de campo magnético, es el fenómeno que da origen