La precisió d'un transformador de corrent té un impacte directe i significatiu en la precisió de la mesura de l'energia en sistemes d'energia elèctrica. Com que els comptadors d'energia es basen en els TC per proporcionar representacions a escala-reduïda dels corrents primaris reals, qualsevol error en la transformació del TC introdueix un error corresponent en l'energia mesurada. Per a aplicacions de mesura d'ingressos-on els mesuraments d'energia determinen els imports de facturació-La precisió del CT afecta directament les transaccions financeres entre els serveis públics i els consumidors. Per a les aplicacions de monitorització interna, la precisió de la TC afecta la fiabilitat de les decisions de gestió energètica i la identificació d'oportunitats d'eficiència.
La relació entre la precisió de la TC i la precisió de la mesura d'energia es pot entendre examinant el procés de mesura de l'energia. L'energia consumida en un circuit es calcula integrant el producte de la tensió, el corrent i el factor de potència al llarg del temps. El TC proporciona el senyal actual al comptador d'energia i qualsevol error en aquest senyal-ja sigui en magnitud (error de relació) o fase (error de fase)-afecta directament l'energia calculada. Un TC amb un error de relació del 0,5% provocarà un error corresponent del 0,5% en l'energia mesurada, assumint que tots els altres components són perfectes.
L'error de fase té un efecte especialment important en la mesura de l'energia, especialment amb factors de potència baixos. La potència activa és proporcional al cosinus de l'angle de fase entre la tensió i el corrent. Si el TC introdueix un canvi de fase entre els corrents primaris i secundaris, això canvia l'angle de fase aparent i canvia la potència calculada. L'efecte és més pronunciat en factors de potència baixes, on un petit error de fase pot provocar un gran percentatge d'error en la mesura de la potència activa. Per aquest motiu, els TC utilitzats per mesurar la potència amb factors de potència baixos han de tenir especificacions d'error de fase molt baixes.
La classe de precisió del TC determina els límits màxims d'error tant per a errors de relació com de fase. A un TC de classe 0,2S es permet un error de relació de ±0,2% i un error de fase de ±10 minuts al corrent nominal, mentre que un TC de classe 0,5 es permet un error de relació de ±0,5% i un error de fase de ±30 minuts. Aquestes diferències es tradueixen directament en diferències en la precisió de mesura de l'energia. A les aplicacions de mesura d'ingressos, on fins i tot errors percentuals petits poden provocar discrepàncies financeres importants al llarg del temps, els TC d'alta-precisió són essencials.
L'elecció entre TC de classe S- i no -S- té implicacions importants per a la mesura d'energia en aplicacions amb càrregues variables. Els TC estàndard només garanteixen la seva precisió a partir d'un 5% o 20% del corrent nominal cap amunt, mentre que els TC de classe S-mantenen la precisió des de l'1% del corrent nominal. A les instal·lacions on la càrrega varia àmpliament-com ara en edificis comercials amb ocupació variable o instal·lacions industrials amb processos per lots-no-S-les TC poden presentar errors significatius durant els períodes de càrrega-lleugers. L'efecte acumulat d'aquests errors al llarg del temps pot ser substancial, especialment en aplicacions on la càrrega és freqüentment per sota del llindar del 5%.
L'efecte de la precisió del TC en la mesura de l'energia es veu agreujat per la presència d'harmònics i la distorsió de la forma d'ona. En condicions de càrrega no lineals, la precisió del TC es deteriora amb l'augment de la distorsió de la forma d'ona i el corrent de càrrega. Els nivells de corrent més alts exacerben la no linealitat i la saturació del nucli, donant lloc a errors de relació i fase més grans, mentre que l'augment del contingut harmònic augmenta la distorsió harmònica total i provoca un desplaçament de fase entre els corrents primaris i secundaris. Això vol dir que en els sistemes d'alimentació moderns amb càrregues no lineals importants, la precisió efectiva d'un TC pot ser pitjor del que suggereix la seva classe de precisió de la placa.
L'error total en un sistema de mesura d'energia és la suma dels errors aportats per tots els components de la cadena de mesura. Aquests inclouen el TC, el transformador de tensió (si s'utilitza), el cablejat de connexió i el mateix comptador d'energia. Els errors d'aquests components se sumen i la precisió global del sistema ve determinada per l'efecte combinat. Quan es seleccionen TC per a la mesura d'energia, és important tenir en compte tota la cadena de mesura i assegurar-se que la precisió del TC és adequada per al requisit global de precisió del sistema.
Per a les aplicacions de mesura d'ingressos, els estàndards reguladors solen especificar la classe de precisió requerida per a TC i comptadors d'energia. Per exemple, els TC de classe 0.2S es requereixen habitualment per a la mesura dels ingressos de la xarxa de serveis públics, mentre que els TC de classe 0.5S poden ser acceptables per a l'assignació de costos interns i la submesura. La selecció de la classe de precisió del TC s'ha de basar en l'aplicació de mesura, el valor de l'energia que es mesura i els requisits normatius aplicables a la instal·lació.
L'impacte pràctic de la precisió del TC en la mesura de l'energia es pot il·lustrar amb un exemple senzill. Considereu una instal·lació amb un consum elèctric anual d'1.000.000 kWh i un cost energètic mitjà de 0,10 $ per kWh. El cost anual de l'energia és de 100.000 dòlars. Si el TC té un error de relació del 0,5%, l'energia mesurada serà incorrecta en aproximadament 5.000 kWh, el que correspon a 500 dòlars anuals. Durant una vida útil de 20-anys, l'impacte financer acumulat supera els 10.000 $, una quantitat important que justifica el cost addicional dels TC de major precisió.
En resum, la precisió del CT té un efecte directe i quantificable en la precisió de la mesura de l'energia, amb implicacions financeres que poden ser substancials en aplicacions de mesura d'ingressos. La selecció adequada de la classe de precisió del TC-tenint en compte l'aplicació de mesura, les característiques de càrrega i els requisits reglamentaris-és essencial per garantir una facturació energètica justa i precisa i una gestió energètica fiable.