Introducció
Un transformador de corrent (TC) és un component important utilitzat en sistemes de mesura, monitorització i protecció elèctrica. Permet convertir corrents elèctrics elevats en corrents secundaris estandarditzats més baixos que es poden mesurar amb seguretat mitjançant comptadors, dispositius de monitorització i relés de protecció.
Els transformadors de corrent s'utilitzen àmpliament en sistemes de distribució d'energia, equips industrials, aparells de commutació, mesura d'energia, generadors i sistemes de protecció elèctrica. Els seus avantatges van més enllà de la simple reducció de corrent. Proporcionen aïllament elèctric, admeten mesures precises, simplifiquen el disseny del sistema i permeten que l'equip de protecció controli condicions de corrent anormals.
Quan es selecciona i s'instal·la correctament, un transformador de corrent pot proporcionar una mesura de corrent fiable i un servei a llarg termini-a la vegada que facilita la supervisió i la protecció dels sistemes elèctrics. (Navegador de tecnologia IEEE)
1. Mesura segura d'alta corrent
Un dels avantatges més importants d'un transformador de corrent és que permet mesurar corrents elevats sense connectar un instrument de mesura estàndard directament al conductor d'alta corrent-.
Per exemple, un sistema elèctric pot transportar centenars o milers d'amperes. La majoria dels comptadors estàndard no es poden connectar directament a aquest circuit. Un TC pot transformar el corrent primari elevat en un corrent secundari inferior, normalment 1 A o 5 A segons l'aplicació.
L'equip de mesura pot treballar amb aquest corrent més baix en lloc de manipular directament el corrent primari elevat.
Això fa que els TC siguin especialment útils en plantes industrials, subestacions, panells de distribució i grans sistemes elèctrics comercials.
2. Aïllament elèctric
Un altre avantatge important és l'aïllament elèctric entre el circuit d'alimentació primari i el circuit secundari de mesura o protecció.
El costat primari d'un TC es pot connectar a un sistema elèctric d'alta-corrent o d'alta-tensió, mentre que el costat secundari proporciona un senyal de corrent inferior als comptadors o equips de protecció. Aquesta disposició ajuda a separar els instruments sensibles del circuit d'alimentació primari.
L'aïllament elèctric és especialment valuós en aplicacions industrials i d'alta-tensió perquè els equips de mesura i protecció no necessiten estar connectats directament al corrent primari complet. (Navegador de tecnologia IEEE)
Tanmateix, l'aïllament no elimina tots els perills elèctrics. Els TC s'han d'instal·lar, posar a terra i operar segons les instruccions del fabricant i els requisits de seguretat elèctrica aplicables.
3. Mesura precisa del corrent
Un transformador de corrent seleccionat correctament pot proporcionar una mesura de corrent precisa per a aplicacions de mesura i monitorització.
Els TC es fabriquen amb diferents classes de precisió per a diferents aplicacions. Els TC de mesura estan dissenyats per proporcionar informació actual precisa en condicions de funcionament especificades, mentre que els TC de protecció estan dissenyats per reproduir el corrent de manera adequada en condicions anormals i de fallada.
La precisió es veu afectada per factors com ara la relació CT, la càrrega, la temperatura, les característiques del nucli, les condicions d'instal·lació i la classe de precisió seleccionada.
Per a aplicacions com ara la mesura de l'energia i el control de la potència, seleccionar una classe de precisió adequada és, per tant, essencial.
4. Sortida secundària estandarditzada
Els transformadors de corrent permeten utilitzar equips de mesura i protecció normalitzats fins i tot quan els corrents primaris varien molt.
Per exemple, moltes aplicacions de TC utilitzen classificacions secundàries d'1 A o 5 A. Un TC adequat pot convertir diferents nivells de corrent primari en aquests valors secundaris estandarditzats.
Aquesta estandardització simplifica el disseny del sistema perquè els fabricants no necessiten produir instruments de mesura de corrent elevat-separats per a cada corrent primari possible.
També fa que els TC siguin compatibles amb una àmplia gamma de comptadors, relés de protecció, analitzadors de potència i sistemes de monitorització. (Navegador de tecnologia IEEE)
5. Suport a la Protecció Elèctrica
Els transformadors de corrent són components essencials en molts sistemes de protecció.
Els relés de protecció utilitzen senyals CT per controlar el corrent i detectar condicions elèctriques anormals. Segons el disseny del sistema, els TC poden proporcionar informació actual per a funcions de protecció de sobreintensitat, diferencial,-terra i altres.
Quan es produeix un corrent anormal, el sistema de protecció pot utilitzar el senyal CT per determinar si el circuit s'ha de desconnectar.
Els TC de protecció estan dissenyats de manera diferent als TC de mesura perquè han de mantenir un rendiment adequat en condicions de-actuals d'alta falla. Per tant, seleccionar el TC correcte per a l'aplicació de protecció és molt important. (Navegador de tecnologia IEEE)
6. Opcions d'instal·lació flexibles
Els transformadors de corrent estan disponibles en diversos dissenys, com ara el tipus d'anell, el tipus de barra, el tipus bobinat, el tipus toroidal i el tipus-de nucli dividit.
Aquesta varietat proporciona flexibilitat per a diferents sistemes elèctrics.
Per exemple, un CT de nucli dividit-pot ser útil quan un conductor no es pot desconnectar fàcilment durant un projecte de modernització, subjecte als requisits de seguretat i instal·lació de l'aplicació.
Els TC anells i toroidals s'utilitzen habitualment quan un conductor o cable pot passar per l'obertura del TC. Els TC de tipus barra-poden ser adequats per a aplicacions que involucren barres o conductors d'alta-intensitat.
Per tant, els usuaris poden seleccionar un disseny de CT segons la mida del conductor, l'espai d'instal·lació, el nivell actual i els requisits de mesura.
7. Requisits d'instrumentació inferiors
Sense un TC, mesurar directament un corrent molt gran podria requerir un equip de mesura especialitzat{0}}de corrent elevat.
Un TC canvia aquest requisit convertint el corrent primari en un senyal secundari més petit.
Això permet utilitzar comptadors i equips de control relativament compactes en aplicacions que impliquen corrents primaris molt més grans.
Com a resultat, la mesura basada en CT-pot simplificar la instrumentació i reduir la complexitat de connectar dispositius de mesura a circuits d'alta-intensitat.
8. Apte per a la mesura i el seguiment
Els transformadors de corrent s'utilitzen àmpliament en la mesura de l'energia elèctrica i el control de potència.
Proporcionen senyals de corrent que es poden combinar amb informació de voltatge per calcular paràmetres elèctrics com potència i energia.
A les instal·lacions industrials, els TC també es poden utilitzar per controlar alimentadors individuals, motors, generadors, circuits de distribució i altres càrregues elèctriques.
En supervisar contínuament el corrent, els operadors poden identificar els canvis en les condicions de càrrega i obtenir informació útil per a la gestió de l'energia i el seguiment dels equips.
9. Fiabilitat a -llarg termini
Un TC especificat correctament és un dispositiu electromagnètic passiu i pot proporcionar un funcionament fiable durant molts anys quan s'utilitza dins de les seves condicions nominals.
Com que els TC estàndard no requereixen una font d'alimentació separada per a la seva funció bàsica de transformació de corrent, es poden integrar en molts sistemes elèctrics amb una infraestructura de suport relativament senzilla.
Tanmateix, la fiabilitat encara depèn de la selecció correcta, la instal·lació, la concordança de càrregues, les condicions ambientals, els requisits d'aïllament i la inspecció periòdica si escau.
10. Àmplia gamma d'aplicacions
Un dels avantatges més importants dels transformadors de corrent és la seva versatilitat.
Els TC es poden utilitzar en:
* Mesuració d'energia elèctrica
* Distribució d'energia
* Automatització industrial
* Interruptor
* Protecció del generador
* Monitorització del motor
* Protecció del transformador
* Protecció contra sobreintensitat
* Protecció-d'errors de terra
* Sistemes d'energia solar
* Monitorització de la qualitat de l'energia
* Gestió energètica de l'edifici
Aquesta àmplia gamma d'aplicacions fa que la tecnologia CT sigui adequada tant per a sistemes de monitorització senzills com per a sistemes complexos de protecció elèctrica. (Navegador de tecnologia IEEE)
Limitacions importants a tenir en compte
Tot i que els transformadors de corrent tenen molts avantatges, també tenen limitacions.
La relació TC s'ha de seleccionar correctament per al corrent de funcionament esperat. Una relació inadequada pot reduir el rendiment de la mesura.
La càrrega secundària també ha de romandre dins de la capacitat especificada del CT. Una càrrega excessiva pot afectar la precisió i pot contribuir a la saturació.
El més important és que mai s'hauria de deixar en circuit-un TC energitzat secundari. Es poden desenvolupar tensions secundàries perilloses quan el primari transporta corrent i el circuit secundari està obert. Durant el manteniment s'han de seguir els arranjaments de curtcircuits adequats i els procediments de treball segurs. (Navegador de tecnologia IEEE)
Conclusió
Els transformadors de corrent ofereixen diversos avantatges importants per als sistemes elèctrics moderns. Permeten mesurar corrents elevats mitjançant instruments estandarditzats de baixa-corrent, proporcionen aïllament elèctric entre els circuits primaris i secundaris, admeten una mesura precisa i subministren senyals de corrent als relés de protecció.
La seva construcció flexible també permet utilitzar TC en distribució d'energia, aparells de commutació, equips industrials, mesura d'energia, sistemes d'energies renovables i protecció elèctrica.
Per obtenir aquests avantatges, el TC s'ha de seleccionar correctament segons el corrent primari, la classificació secundària, la classe de precisió, la càrrega, el nivell d'aïllament, el mètode d'instal·lació i els requisits d'aplicació.
Per als sistemes elèctrics professionals, triar el transformador de corrent adequat no només es tracta de mesurar el corrent-, sinó que també es tracta de millorar la fiabilitat de la mesura, la supervisió del sistema i la protecció elèctrica.