La precisión en la medición eléctrica es vital para la protección y control en sistemas de potencia modernos. El cálculo de error en transformadores de corriente y potencial garantiza la confiabilidad y seguridad en instalaciones eléctricas críticas.
La conversión y cálculo de errores según IEC e IEEE permite evaluar el desempeño de transformadores de medida. Aquí descubrirás fórmulas, tablas, ejemplos y una calculadora IA para optimizar tus análisis.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de error en transformadores de corriente y potencial – IEC, IEEE
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular el error de relación y ángulo para un TC clase 0.5, relación 100/5 A, carga 2.5 VA.
- Determinar el error de un TP clase 0.2, relación 15 kV/100 V, carga 50 VA, factor de potencia 0.8.
- Comparar el error de un TC clase 1 según IEC 61869 y IEEE C57.13 para 200/1 A, carga 1 VA.
- Obtener el error de fase y relación para un TP clase 0.5, relación 20 kV/110 V, carga 30 VA.
Tablas de valores comunes en la Calculadora de error en transformadores de corriente y potencial – IEC, IEEE
| Tipo | Norma | Clase de Precisión | Relación Nominal | Carga Nominal (VA) | Error de Relación (%) | Error de Ángulo (minutos) | Factor de Potencia |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TC | IEC 61869-2 | 0.2 | 100/5 A | 2.5 | ±0.2 | ±10 | 1.0 |
| TC | IEEE C57.13 | 0.3 | 200/1 A | 1.0 | ±0.3 | ±15 | 0.8 |
| TP | IEC 61869-3 | 0.2 | 15,000/100 V | 50 | ±0.2 | ±10 | 1.0 |
| TP | IEEE C57.13 | 0.3 | 20,000/110 V | 30 | ±0.3 | ±15 | 0.8 |
| TC | IEC 61869-2 | 1.0 | 400/5 A | 5.0 | ±1.0 | ±60 | 0.8 |
| TP | IEC 61869-3 | 0.5 | 11,000/110 V | 25 | ±0.5 | ±20 | 1.0 |
| TC | IEEE C57.13 | 0.15 | 600/5 A | 15 | ±0.15 | ±5 | 1.0 |
| TP | IEC 61869-3 | 1.0 | 33,000/110 V | 100 | ±1.0 | ±60 | 0.8 |
Las tablas anteriores muestran los valores más comunes de clases de precisión, relaciones nominales, cargas y errores permitidos según IEC 61869 e IEEE C57.13 para transformadores de corriente (TC) y potencial (TP).
Fórmulas para la Calculadora de error en transformadores de corriente y potencial – IEC, IEEE
El cálculo de errores en transformadores de medida se basa en dos parámetros principales: error de relación (porcentaje) y error de ángulo (minutos o grados). A continuación, se presentan las fórmulas fundamentales y la explicación detallada de cada variable.
Error de relación (porcentaje) para TC y TP
- Valor secundario medido: Corriente o voltaje medido en el secundario del transformador.
- Relación nominal: Relación de transformación especificada por el fabricante (por ejemplo, 100/5 A o 15,000/100 V).
- Valor primario aplicado: Corriente o voltaje real aplicado al primario.
Valores comunes:
- Para TC: Relación nominal típica 100/5 A, 200/1 A, 600/5 A.
- Para TP: Relación nominal típica 15,000/100 V, 20,000/110 V, 33,000/110 V.
Error de ángulo (fase) para TC y TP
- Ángulo secundario: Ángulo de fase de la señal secundaria.
- Ángulo primario: Ángulo de fase de la señal primaria.
Valores comunes:
- Para clase 0.2: ±10 minutos.
- Para clase 0.5: ±20 minutos.
- Para clase 1.0: ±60 minutos.
Cálculo de carga (burden) en VA
- Corriente secundaria nominal: Usualmente 1 A o 5 A para TC.
- Impedancia de carga: Suma de impedancias de los equipos conectados al secundario.
Factor de potencia de la carga
- Valores típicos: 1.0 (resistivo puro), 0.8 (mixto), 0.5 (altamente inductivo/capacitivo).
Fórmulas específicas según normas IEC e IEEE
- IEC 61869 define el error de relación y ángulo en condiciones de carga nominal y factor de potencia especificado.
- IEEE C57.13 utiliza definiciones similares, pero puede variar en los límites de error permitidos para cada clase.
Para más detalles normativos, consulta los documentos oficiales de IEC 61869 y IEEE C57.13.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de error en transformadores de corriente y potencial – IEC, IEEE
Ejemplo 1: Verificación de error en un TC clase 0.5 según IEC 61869-2
Supongamos un transformador de corriente con las siguientes características:
- Relación nominal: 100/5 A
- Clase de precisión: 0.5
- Carga conectada: 2.5 VA
- Factor de potencia: 1.0
- Corriente primaria aplicada: 100 A
- Corriente secundaria medida: 4.98 A
Paso 1: Calcular el error de relación
Paso 2: Comparar con el límite normativo
- Para clase 0.5, IEC 61869-2 permite un error máximo de ±0.5%.
- El error calculado (-0.4%) está dentro del límite permitido.
Paso 3: Calcular el error de ángulo (si se dispone de datos de fase)
- Supongamos que la diferencia de ángulo medida es 15 minutos.
- Para clase 0.5, el límite es ±20 minutos.
- El error de ángulo está dentro del rango permitido.
Ejemplo 2: Evaluación de error en un TP clase 0.2 según IEEE C57.13
Características del transformador de potencial:
- Relación nominal: 15,000/100 V
- Clase de precisión: 0.2
- Carga conectada: 50 VA
- Factor de potencia: 0.8
- Voltaje primario aplicado: 15,000 V
- Voltaje secundario medido: 99.85 V
Paso 1: Calcular el error de relación
Paso 2: Comparar con el límite normativo
- Para clase 0.2, IEEE C57.13 permite un error máximo de ±0.2%.
- El error calculado (-0.15%) está dentro del límite permitido.
Paso 3: Calcular el error de ángulo
- Supongamos que la diferencia de ángulo medida es 8 minutos.
- Para clase 0.2, el límite es ±10 minutos.
- El error de ángulo está dentro del rango permitido.
Consideraciones adicionales y mejores prácticas
- Siempre verifica la clase de precisión y los límites de error permitidos según la norma aplicable.
- La carga conectada (burden) debe estar dentro de los valores nominales para asegurar la precisión.
- El factor de potencia de la carga afecta significativamente el error de ángulo, especialmente en cargas no resistivas.
- Utiliza instrumentos calibrados y procedimientos de prueba estandarizados para obtener mediciones confiables.
- Consulta siempre las últimas versiones de las normas IEC 61869 e IEEE C57.13 para asegurar cumplimiento.
La correcta aplicación de la calculadora de error en transformadores de corriente y potencial, conforme a IEC e IEEE, es esencial para la integridad de los sistemas eléctricos. El uso de herramientas inteligentes y el conocimiento normativo aseguran mediciones precisas y seguras.
Para profundizar, revisa recursos como Electrical4U y Electronics Tutorials.
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