Introducció
Un transformador de corrent mesura el corrent elèctric indirectament transformant un corrent primari més gran en un corrent secundari proporcional més petit. Aquest principi permet controlar els sistemes elèctrics que transporten un corrent elevat mitjançant comptadors i altres dispositius dissenyats per a nivells de corrent més baixos.
Els transformadors de corrent s'utilitzen àmpliament en sistemes de distribució, aparells de commutació, equips industrials, mesura d'energia i protecció elèctrica. En lloc de connectar directament un instrument de mesura a un conductor d'alta-intensitat, el TC proporciona un senyal de corrent proporcional que representa el corrent primari.
Entendre aquest procés de mesura és important a l'hora de seleccionar un TC i interpretar les lectures proporcionades pels equips de mesura connectats.
Inducció electromagnètica
El procés de mesura d'un transformador de corrent es basa en la inducció electromagnètica.
Quan el corrent flueix pel conductor primari, crea un camp magnètic al voltant del conductor. En un sistema-de corrent altern, el camp magnètic canvia contínuament amb el corrent elèctric.
El nucli magnètic del TC proporciona un camí per al flux magnètic resultant. Aquest flux canviant interacciona amb el bobinatge secundari i indueix un corrent secundari.
El corrent secundari està relacionat amb el corrent primari per la relació de transformació del TC.
Comprensió de la relació CT
La relació del transformador de corrent és essencial per entendre com es mesura el corrent elèctric.
Per exemple, considereu un TC classificat a 800/5A. Això significa que un corrent primari de 800 A correspon a un corrent secundari d'aproximadament 5 A en condicions nominals.
Si el corrent primari és de 400 A, el corrent secundari serà d'aproximadament 2,5 A en condicions ideals.
Un instrument de mesura connectat al costat secundari normalment no necessita transportar el corrent primari complet. En canvi, mesura el corrent secundari més petit i utilitza la relació TC per determinar el corrent primari corresponent.
Exemple de mesura de corrent
Suposem que un quadre elèctric industrial utilitza un transformador de corrent de 500/5A.
Si el corrent secundari mesurat pel mesurador és de 3 A, es pot estimar el corrent primari corresponent mitjançant la relació CT.
La proporció és:
500 ÷ 5 = 100
Per tant, una lectura secundària 3A correspon a aproximadament:
3 × 100=300Un corrent primari.
Això il·lustra com un dispositiu de mesura pot determinar un corrent primari gran mesurant només el corrent secundari més petit.
La precisió real de la mesura depèn de les especificacions del CT i de les condicions de funcionament.
El paper de l'aparell de mesura
El TC normalment no mostra el corrent per si mateix. En canvi, proporciona un senyal actual a un instrument de mesura o sistema de monitorització.
L'equip connectat pot ser un amperímetre, un mesurador de potència, un comptador d'energia, un comptador digital, un sistema d'adquisició de dades o un altre dispositiu de control.
L'equip de mesura interpreta el corrent secundari en funció de la relació TC i mostra o processa el valor elèctric corresponent.
Els comptadors digitals moderns es poden configurar amb la relació CT de manera que la pantalla representi directament el corrent primari.
Factors que afecten la precisió de la mesura
Tot i que el principi bàsic de mesura és senzill, diversos factors poden influir en la precisió de la mesura de TC.
La classe de precisió CT és un factor important. Un TC dissenyat per a una mesura precisa ha de tenir una especificació de precisió adequada per a l'aplicació de mesura prevista.
La càrrega és una altra consideració important. El circuit secundari connectat crea una càrrega per al TC. Si la càrrega real no és adequada per al disseny del TC, el rendiment de la mesura es pot veure afectat.
El rang de corrent primari, la freqüència, la temperatura, les característiques del nucli magnètic, el cablejat i les condicions d'instal·lació també poden influir en el rendiment.
Polaritat i cablejat correctes
La polaritat i el cablejat correctes són importants quan s'utilitzen transformadors de corrent per a la mesura elèctrica.
Un TC té marques de polaritat primària i secundària designades. Aquestes marques ajuden a garantir que el senyal actual està connectat en la direcció correcta en relació amb el sistema elèctric.
Un cablejat incorrecte pot causar mesures inexactes o problemes quan el senyal TC es combina amb altres mesures elèctriques.
Per als sistemes que utilitzen múltiples TC, el cablejat i la polaritat coherents són especialment importants.
Per què és útil la mesura de TC
El principal avantatge de mesurar el corrent a través d'un TC és que els circuits d'alta-intensitat no s'han de connectar directament als instruments de mesura convencionals.
Això fa que els equips de mesura siguin més fàcils d'integrar als sistemes elèctrics alhora que proporciona una interfície adequada entre els conductors d'alta-intensitat i els dispositius de menor-intensitat.
Els TC també poden proporcionar aïllament elèctric entre el circuit d'alimentació primari i el circuit de mesura secundari, depenent del disseny del sistema.
Conclusió
Un transformador de corrent mesura el corrent elèctric mitjançant la inducció electromagnètica per transformar un corrent primari elevat en un corrent secundari proporcional més petit.
El dispositiu de mesura llegeix el corrent secundari i, utilitzant la relació TC, determina el corrent primari corresponent.
Per a una mesura fiable, el TC ha de tenir una relació de corrent, classe de precisió, nivell de càrrega, nivell d'aïllament i disposició d'instal·lació adequada.
Quan es selecciona i s'instal·la correctament, un transformador de corrent proporciona un mètode eficaç per mesurar i controlar corrents elèctrics elevats en aplicacions industrials i de sistemes elèctrics.