Introducció
Un transformador de corrent (TC) és un component important en un sistema elèctric perquè permet mesurar, supervisar i utilitzar grans corrents elèctrics amb finalitats de protecció sense connectar directament els instruments de mesura a circuits d'alta-intensitat. Funciona mitjançant la inducció electromagnètica per transformar un corrent primari en un corrent secundari més petit que és proporcional al corrent primari.
Els transformadors de corrent es troben habitualment en sistemes de distribució d'energia, aparells de commutació, equips elèctrics industrials, sistemes de mesura d'energia i circuits de protecció. Entendre com funciona un TC dins d'un sistema elèctric és important per a una selecció, instal·lació i funcionament adequats.
El principi bàsic de funcionament
Un transformador de corrent funciona segons el principi d'inducció electromagnètica. Quan el corrent altern flueix pel conductor primari, crea un camp magnètic al voltant del conductor. El camp magnètic travessa el nucli magnètic del TC i produeix flux magnètic.
El flux magnètic canviant indueix llavors un corrent al bobinatge secundari. El corrent secundari és proporcional al corrent primari segons la relació de transformació nominal del TC.
Per exemple, un TC de 600/5A està dissenyat de manera que un corrent primari de 600A correspon aproximadament a un corrent secundari de 5A en condicions nominals. Si el corrent primari canvia, el corrent secundari canvia proporcionalment dins del rang de funcionament normal.
Aquest principi permet supervisar circuits elèctrics d'alta-intensitat mitjançant equips dissenyats per a nivells de corrent més baixos.
El paper del circuit de primària
El costat primari d'un transformador de corrent està connectat o format pel conductor que transporta el corrent que s'ha de mesurar.
Segons el disseny del TC, el primari pot ser un bobinatge intern, una barra de coure o el conductor elèctric existent que passa per l'obertura d'una finestra-tipus TC.
El corrent primari produeix el camp magnètic necessari per al funcionament del transformador. Com que el TC està dissenyat al voltant d'un rang de corrent específic, és important seleccionar la classificació primària adequada.
Si la relació CT no és adequada per al sistema elèctric, la precisió de la mesura i el rendiment de la supervisió es poden veure afectats.
El paper del circuit secundari
El bobinatge secundari produeix un corrent inferior que es pot connectar a instruments de mesura, comptadors d'energia, sistemes de monitorització o relés de protecció.
Les classificacions secundàries habituals inclouen 1A i 5A, tot i que la classificació adequada depèn de l'aplicació i l'equip connectat.
El circuit secundari permet que el circuit primari d'alta{0}}intensitat s'interfaci amb l'equip de mesura i protecció elèctrica sense que el propi equip porti el corrent primari complet.
Aquesta és una de les principals raons per les quals els TC s'utilitzen àmpliament en sistemes elèctrics.
Transformació actual
La relació entre el corrent primari i el secundari està determinada per la relació del transformador de corrent.
Per exemple, considereu un TC classificat a 1000/5A. Quan el corrent primari és de 1000 A, el corrent secundari és d'aproximadament 5 A en condicions nominals. Quan el corrent primari és de 500 A, el corrent secundari és d'aproximadament 2,5 A.
Aquesta relació proporcional permet als mesuradors i dispositius de monitorització determinar el corrent primari real en funció del senyal secundari i la relació TC.
En aplicacions pràctiques, però, el rendiment del CT també es veu afectat per factors com la classe de precisió, la càrrega, les característiques del nucli magnètic, la freqüència i les condicions de funcionament.
Ús en mesura i protecció
Dins d'un sistema elèctric, els TC poden realitzar dues funcions principals: mesura i protecció.
Per a aplicacions de mesura, el CT subministra un senyal de corrent proporcional a un amperímetre, mesurador de potència, comptador d'energia o sistema de monitorització.
Per a aplicacions de protecció, el CT proporciona informació actual a un relé de protecció. Quan es produeixen condicions de corrent anormals, el relé pot utilitzar el senyal CT per determinar si cal una acció de protecció.
Els requisits per als TC de mesura i protecció no sempre són els mateixos. Per tant, és important seleccionar un TC segons la funció prevista.
Importància de la instal·lació correcta
Un transformador de corrent s'ha d'instal·lar correctament per oferir un rendiment fiable. La instal·lació ha de tenir en compte la relació CT, la polaritat, la direcció del conductor, el cablejat, els requisits d'aïllament i la càrrega connectada.
El circuit secundari també requereix una atenció especial. Un secundari de TC no s'ha de tractar com un circuit normal de senyal de baixa tensió-perquè una manipulació incorrecta pot crear condicions perilloses.
Per aquest motiu, la instal·lació i el manteniment s'han de realitzar segons les instruccions del fabricant i els requisits de seguretat elèctrica aplicables.
Conclusió
Un transformador de corrent funciona utilitzant la inducció electromagnètica per convertir un corrent primari gran en un corrent secundari proporcional més petit. Aleshores, el senyal secundari es pot utilitzar per mesuradors, equips de monitorització i relés de protecció.
Dins d'un sistema elèctric, el TC proporciona una connexió important entre els circuits de potència de corrent alta-i els equips de mesura o protecció de corrent baix-. El seu rendiment depèn de la selecció adequada de la relació actual, la precisió, la càrrega, l'aïllament i les condicions d'instal·lació.
Un TC seleccionat i instal·lat correctament pot proporcionar informació actual fiable i donar suport a un seguiment, mesura i protecció efectius dels sistemes elèctrics.