Un transformador de corrent (TC) és un transformador d'instrument dissenyat per produir en el seu circuit secundari un corrent que és proporcional i en fase amb el corrent del seu circuit primari. El seu propòsit fonamental és reduir els alts corrents primaris a nivells estandarditzats i mesurables de manera segura, normalment 1 A o 5 A, de manera que els mesuradors, els relés i els dispositius de monitorització puguin funcionar sense estar exposats directament a corrents perilloses. El principi de funcionament es basa en l'acoblament magnètic, el mateix principi que regeix els transformadors de potència. Un transformador de corrent alterna típic està format per un o dos nuclis ferromagnètics toroidals, amb bobinatges fets de filferro de coure. El bobinat primari pot ser d'una sola volta o una barra que passa pel nucli, mentre que el bobinatge secundari té moltes més espires en funció de la relació de transformació requerida.
El conductor que porta el corrent mesurat actua com a primari del transformador de corrent. El corrent altern al bobinatge primari genera un flux magnètic variable en el temps al nucli, que al seu torn indueix un corrent altern al bobinatge secundari. La relació entre els corrents primaris i secundaris és inversament proporcional a la relació de voltes: com més gran és el nombre de voltes secundàries en relació amb les espires primàries, menor és el corrent secundari. Aquesta relació garanteix que el corrent que flueix al circuit primari es representi amb precisió com un corrent reduït al circuit secundari, permetent la mesura segura de corrents que poden variar entre desenes i milers d'amperes.
Per obtenir un rendiment òptim, els nuclis dels transformadors de corrent estan dissenyats per tenir una alta permeabilitat, una alta resistivitat i una baixa histèresi i pèrdues de corrent de Foucault. Els nuclis solen estar fets d'aliatges ferromagnètics d'alt grau o làmines de transformador orientades magnèticament. Els bobinatges secundaris per a corrents de sortida de 5 A o 1 A s'enrotllen a la part exterior del nucli encapsulat, i totes les parts actives del transformador estan revestides amb resina epoxi per aïllament i protecció mecànica.
El funcionament d'un transformador de corrent depèn de diversos factors clau. La resistència de càrrega, o càrrega, connectada al bobinatge secundari s'ha de seleccionar en funció de la sensibilitat requerida per a l'aplicació. Si la càrrega és massa alta, el transformador es pot saturar i produir lectures inexactes. A més, el circuit secundari no s'ha d'obrir mai mentre circuli corrent al primari, ja que això pot induir tensions perillosament altes que suposen greus perills de seguretat per al personal i l'equip.
En termes pràctics, un transformador de corrent funciona com un dispositiu de corrent "reductor". Per exemple, un TC amb una proporció de 400:5 produirà 5 amperes al circuit secundari quan 400 amperes passen pel conductor primari. Aquesta escala proporcional és essencial perquè els instruments elèctrics mesuren el corrent de manera segura sense estar exposats directament a nivells de corrent elevats. La relació es determina pel nombre de voltes del bobinatge secundari respecte a les espires primàries efectives i proporciona una relació fixa i fiable que permet una interpretació precisa dels valors mesurats.
Quins són els diferents tipus de transformadors de corrent?
Els transformadors de corrent es fabriquen en diverses configuracions diferents, cadascuna s'adapta a requisits i aplicacions específiques d'instal·lació. Comprendre aquests tipus és essencial per seleccionar el transformador adequat per a un sistema elèctric determinat.
CT tipus finestra.El transformador de corrent de tipus finestra té un bobinatge secundari completament aïllat i muntat permanentment al nucli, però no té bobinatge primari com a part integral de la seva estructura. El conductor de la línia es fa passar per l'obertura de la finestra per servir com a bobinatge primari. Aquest tipus de construcció s'utilitza habitualment en sistemes de classe de 600 volts i es valora per la seva senzillesa i disseny compacte. El nombre de voltes primàries ve determinat per quantes vegades el conductor passa per la finestra; una sola passada constitueix una volta, i fer un bucle del conductor dues vegades redueix la relació efectiva a la meitat.
TC tipus barra.El transformador de corrent de tipus barra és similar al tipus de finestra, excepte que un conductor recte fix i aïllat en forma de barra, vareta o tub està muntat permanentment a través del circuit magnètic. Aquesta barra serveix com un únic torn primari. El disseny tipus barra elimina la necessitat que l'instal·lador encamine el conductor principal a través de la finestra, per la qual cosa és especialment adequat per a aplicacions on el conductor primari és una barra rígida. La barra es pot fixar de manera permanent en posició o desmuntable, depenent del model específic.
TC tipus ferida.El transformador de corrent de tipus bobinat té bobinatges primaris i secundaris completament aïllats i muntats permanentment al nucli. El bobinatge primari consisteix normalment en múltiples espires de conductor de coure pesat que envolten mecànicament el nucli. Aquest tipus de construcció permet una major flexibilitat a l'hora d'aconseguir relacions de transformació específiques i s'utilitza sovint en aplicacions on el corrent primari és relativament baix i un nombre més elevat de voltes primàries és avantatjós.
TC de nucli dividit.El transformador de corrent de nucli dividit està dissenyat per a una fàcil instal·lació i eliminació sense desconnectar el conductor primari. El seu nucli es pot obrir i subjectar al voltant d'un cable o una barra de distribució existent, el que el fa ideal per a aplicacions de modernització i situacions en què interrompre el subministrament d'alimentació és poc pràctic o costós. Tot i que els TC de nucli dividit ofereixen una comoditat d'instal·lació superior, generalment tenen classes de precisió lleugerament inferiors en comparació amb els dissenys de nucli sòlid a causa del petit espai d'aire inherent a la seva construcció.
Casquit tipus CT.El transformador de corrent de tipus casquillo està integrat íntegrament en el casquet d'un transformador de potència o disjuntor. Aquest disseny s'utilitza habitualment en subestacions de mitjana i alta tensió, on el TC es munta al voltant de la pròpia boquilla, eliminant la necessitat de connexions primàries separades.
Classificació per Aplicació.A més del tipus de construcció, els transformadors de corrent també es classifiquen segons la seva aplicació prevista. Els TC de mesura estan dissenyats per a una gran precisió dins del rang de corrent de funcionament normal, normalment fins al 125% del corrent nominal. Els TC de protecció estan dissenyats per mantenir la precisió sota corrents de falla altes, sovint fins a 20 vegades el corrent nominal, per garantir que els relés de protecció puguin detectar i respondre correctament a les fallades. L'elecció entre aquests tipus depèn de si la funció principal és la mesura dels ingressos, la supervisió del sistema o la retransmissió de protecció.
Com triar el transformador de corrent adequat?
La selecció del transformador de corrent adequat requereix una avaluació acurada de diversos paràmetres interrelacionats. Un desajust entre les especificacions del TC i l'aplicació real pot provocar imprecisions de mesura, danys a l'equip o fallades en el funcionament correcte dels sistemes de protecció.
Determineu el corrent de funcionament real.El primer pas és establir el corrent de funcionament normal del circuit, que pot diferir significativament de la valoració nominal del transformador o de l'aparell de commutació. Per exemple, una línia amb un interruptor principal de 1000 A que normalment funciona a 120-180 A requeriria una classificació primària de TC molt més baixa del que la mida de l'interruptor solament suggeriria. La classificació primària del TC s'ha de seleccionar generalment entre 1,2 i 1,5 vegades el corrent de càrrega màxim per evitar la saturació mentre es manté una resolució adequada als nivells de funcionament normals.
Seleccioneu la relació primària/secundària.La relació TC ha de ser compatible tant amb el corrent de línia mesurat com amb els requisits d'entrada del dispositiu de mesura connectat. Les classificacions secundàries estàndard d'1 A i 5 A s'utilitzen àmpliament. Una relació CT massa alta produirà un corrent secundari massa petit per a lectures precises en condicions normals, mentre que una relació massa baixa pot exposar el transformador a corrents més enllà dels límits de disseny.
Trieu la classe de precisió.La classe de precisió determina l'error màxim permès a les càrregues especificades. Per a aplicacions de mesura d'ingressos, es recomanen classes de precisió de 0,5 o més. Per a aplicacions només de monitorització, la classe 1 pot ser suficient. Els TC de protecció solen utilitzar classes com 5P o 10P, que especifiquen l'error compost màxim al factor límit de precisió.
Avaluar la càrrega.La càrrega nominal del TC ha de ser superior a la càrrega total imposada pels instruments, relés i cablejat connectats. Si la càrrega supera el valor nominal, el TC pot saturar-se i produir lectures inexactes. La càrrega normalment s'expressa en volts-amperes (VA) o impedància ohms. Per a cables llargs, es pot preferir un TC secundari d'1 A, ja que el seu corrent més baix redueix les pèrdues de cablejat en un factor de 25 en comparació amb un TC secundari de 5 A.
Considereu les restriccions de la instal·lació física.Les dimensions físiques del TC, especialment la mida de la finestra o de l'obertura, han d'acomodar el conductor primari o la barra colectora. També s'ha de tenir en compte la disposició de muntatge, l'espai disponible dins de l'aparell de commutació o panell i les condicions ambientals com ara la temperatura i la humitat. Els TC de nucli dividit són avantatjoses per a projectes de modernització on el conductor primari no es pot desconnectar.
Verifiqueu la compatibilitat amb l'equip connectat.La sortida secundària del CT ha de coincidir amb les especificacions d'entrada del mesurador, relé o dispositiu de monitorització. L'ús d'un TC de 5 A amb un dispositiu dissenyat per a una entrada d'1 A, o viceversa, provocarà lectures incorrectes i un possible mal funcionament de l'equip.
Què significa la relació del transformador actual?
La relació del transformador de corrent defineix la relació entre el corrent primari i el secundari. Normalment s'expressa com una relació com 300:5, 600:5 o 1000:1, que indica que un corrent primari especificat correspon a un corrent secundari estandarditzat. Aquesta relació és una característica fonamental que determina com s'escala el corrent dins d'un sistema de mesura o protecció elèctrica.
Per exemple, un transformador de corrent nominal de 200:5 té una relació de 40:1, el que significa que 200 amperes que flueixen pel circuit primari produiran 5 amperes al circuit secundari. Un TC amb una relació de 600:5 redueix el corrent primari en un factor de 120 per produir una sortida mesurable. Aquesta escala proporcional garanteix que els instruments elèctrics puguin mesurar el corrent de manera segura sense estar exposats directament a nivells de corrent elevats.
La relació ve determinada pel nombre de voltes del bobinatge secundari respecte a les espires primàries efectives. En un TC tipus finestra, el conductor primari que passa pel nucli constitueix una volta i el bobinatge secundari té moltes més voltes. Un TC amb un secundari de 5 A i 20 voltes tindrà una relació de placa de 100:5. La relació de voltes s'expressa com la relació entre espires secundàries i espires primàries, i el corrent primari és igual al corrent secundari multiplicat per aquesta relació de voltes-.
La relació efectiva es pot modificar canviant el nombre de voltes primàries a través de la finestra TC. Per exemple, fer un bucle del conductor primari dues vegades a través d'un transformador de corrent de 100:5 dóna com a resultat una relació efectiva de 50:5. Aquesta relació permet convertir alts nivells de corrent en valors de corrent mesurables adequats per a instruments i dispositius de protecció.
Les relacions de TC estàndard es seleccionen en funció dels nivells actuals del sistema i dels requisits dels instruments connectats. Les proporcions habituals inclouen 100:5, 200:5, 300:5, 400:5, 600:5 i 1000:5. Els corrents secundaris solen estar estandarditzats a 5 A o 1 A per adaptar-se als requisits dels equips de mesura i protecció.
La relació de corrent seleccionada afecta directament la precisió de la mesura i el rendiment del sistema. Si la relació és massa alta, el corrent mesurat pot ser massa petit per proporcionar lectures precises en condicions de funcionament normals. Si la relació és massa baixa, el transformador pot estar exposat a nivells de corrent més alts del previst, augmentant el risc de saturació i error de mesura. La selecció precisa de la relació garanteix que tant els sistemes de mesura com els relés de protecció rebin senyals de corrent fiables.
La relació del transformador de corrent es selecciona generalment de manera que el corrent de càrrega màxima llegeix aproximadament el 70% de l'escala completa en un amperímetre estàndard de 5 A. Per tant, la valoració primària del CT hauria de ser aproximadament del 140 al 150% del corrent de càrrega màxima. Aquest marge proporciona marge per a sobrecàrregues temporals alhora que manté una resolució suficient a corrents de funcionament normals.
Quina és la classe de precisió d'un transformador de corrent?
La classe de precisió d'un transformador de corrent defineix l'error màxim admissible en la seva relació de transformació i el desplaçament de fase en condicions de funcionament especificades. És una especificació crítica que determina si un CT és adequat per a una aplicació concreta, ja sigui mesurament d'ingressos, monitorització del sistema o retransmissió de protecció.
Per a aplicacions de mesura, l'estàndard IEC defineix classes de precisió de 0,1, 0,2, 0,5, 1, 3 i 5. Aquests números representen el límit d'error en percentatge al corrent nominal. Per exemple, un TC de mesura de classe 0,5 tindrà un error de relació que no superi el ±0,5% al corrent nominal. Els límits d'error per a altres valors de corrent s'especifiquen a les taules estàndard, amb límits més relaxats a corrents més baixes. L'ANSI defineix tres classes de precisió per a la mesura: 0,3, 0,6 i 1,2, amb els límits corresponents del factor de correcció de la relació d'1 ± 0,3%, 1 ± 0,6% i 1 ± 1,2% al corrent nominal. Es permet la correcció dues vegades amb un corrent nominal del 10%.
Per a aplicacions de protecció, la classe de precisió es designa pel percentatge d'error compost més alt admissible al corrent primari del límit de precisió nominal, seguit de la lletra "P" per a la protecció. Les classes de precisió estàndard per als transformadors de corrent de protecció són 5P i 10P. Un TC 5P té un error de relació de l'1% i un error de fase que no supera els 60 minuts, mentre que un TC 10P té un error de relació del 3% sense cap nivell d'error de fase especificat. El número que segueix la designació "P" indica el factor límit de precisió, que especifica el múltiple del corrent nominal al qual es manté la precisió. Per exemple, un 5P20 CT manté un error compost del 5% fins a 20 vegades el corrent nominal.
La classe de precisió es defineix en condicions de càrrega específiques. La càrrega nominal és la càrrega que es pot imposar als secundaris del transformador per bobines de mesurador, cables i altres dispositius connectats associats sense causar un error superior a la classificació de precisió indicada. Si la càrrega real supera la càrrega nominal, la precisió pot degradar-se significativament.
Els TC de mesura estan dissenyats per a una gran precisió dins del rang de corrent de funcionament normal, normalment fins al 125% del corrent nominal. Sovint estan dissenyats per saturar-se a corrents més altes per protegir els dispositius de mesura connectats de danys durant les condicions de fallada. Els TC de protecció, per contra, estan dissenyats per mantenir la precisió fins i tot sota corrents de falla altes, normalment fins a 20 vegades el corrent nominal, per garantir que els relés de protecció puguin detectar i respondre amb precisió a les fallades. Aquesta diferència fonamental en la intenció del disseny explica per què un TC de mesura no s'ha de substituir mai per un TC de protecció, o viceversa.
Quina diferència hi ha entre els transformadors de corrent 1A i 5A?
Els transformadors de corrent estan disponibles amb dues classificacions de corrent secundària estàndard: 1 A i 5 A. L'elecció entre aquestes dues opcions té implicacions importants per al disseny del sistema, els requisits de cablejat i el cost global.
El corrent secundari de 5 A és l'estàndard més comú en molts mercats. La majoria dels instruments de mesura i relés estan dissenyats amb bobines d'entrada de 5 A, i el corrent més alt proporciona un senyal més fort que és menys susceptible a les interferències del soroll i els camps magnètics dispersos. L'estàndard 5 A té arrels històriques i segueix sent àmpliament utilitzat en aplicacions de baixa i mitjana tensió on la distància entre el TC i els instruments connectats és relativament curta.
El corrent secundari d'1 A és preferit per a aplicacions que impliquen llargs recorreguts de cable de mesura. L'avantatge fonamental del CT d'1 A rau en la seva pèrdua de potència significativament menor als cables de connexió. La potència dissipada en el cablejat és proporcional al quadrat del corrent, de manera que reduir el corrent secundari de 5 A a 1 A redueix les pèrdues de cablejat en un factor de 25. Això significa que per a la mateixa secció de cable, un TC d'1 A es pot situar fins a 25 vegades més lluny del comptador o relé que un TC de 5 A sense superar la càrrega admissible.
El corrent secundari inferior també permet un disseny de transformador més compacte i lleuger, reduint l'ús de material i el cost. El TC d'1 A normalment requereix menys voltes secundàries de filferro més fi, cosa que contribueix a la seva construcció més econòmica.
En termes pràctics, s'utilitza un secundari de 5 A quan els instruments o relés es troben a prop del transformador, normalment a menys de 10 metres de distància. A 1 A secundari es selecciona preferentment quan la distància entre el transformador de corrent i l'instrument o relé supera els 10 metres-. Per exemple, en una subestació gran on els transformadors estan situats al pati de commutació i l'equip de protecció i mesura es troba a l'edifici de control, els transformadors d'1 A són l'opció estàndard.
L'elecció entre 1 A i 5 A també afecta la càrrega nominal del TC. Un TC amb un secundari d'1 A pot aconseguir una qualificació VA determinada amb menys voltes secundàries i la càrrega dels cables de connexió és molt menor. Això permet que el TC funcioni amb un marge més gran abans de la saturació, millorant la precisió en condicions de falla.
És important tenir en compte que els TC 1 A i 5 A no són intercanviables. Els comptadors i relés connectats s'han d'especificar per al corrent secundari correcte. Barrejar un TC d'1 A amb un comptador de 5 A, o viceversa, provocarà lectures incorrectes i un possible mal funcionament de l'equip.
Quina diferència hi ha entre els transformadors de corrent de mesura i protecció?
Els transformadors de corrent de mesura i protecció tenen propòsits fonamentalment diferents i els seus dissenys reflecteixen aquests requisits diferents. Entendre les diferències és essencial per al disseny correcte del sistema i un funcionament fiable.
Requisits de precisió.Els TC de mesura estan dissenyats per a una gran precisió dins del rang de corrent de funcionament normal. Han de transformar amb precisió els corrents des d'una petita fracció del corrent nominal fins al voltant del 125% del corrent nominal, perquè la mesura dels ingressos requereix precisió en tot el rang de condicions de càrrega normals. Les classes de precisió com ara 0,2, 0,5 i 1,0 són habituals per a aplicacions de mesura. Els TC de protecció, per contra, no necessiten tenir la mateixa precisió alta amb corrents de càrrega normals. La seva precisió s'especifica a corrents de falla altes, normalment expressada com un error compost al factor límit de precisió. Les classes de protecció estàndard són 5P i 10P, que indiquen errors compostos màxims del 5% i el 10% respectivament al corrent límit de precisió nominal.
Característiques de saturació.La diferència de disseny més crítica rau en el comportament de saturació del nucli. Els TC de mesura estan dissenyats per saturar-se a múltiples relativament baixos del corrent nominal, sovint al voltant del corrent de càrrega completa o lleugerament per sobre. Aquesta saturació primerenca intencionada protegeix els instruments de mesura connectats de danys durant les condicions d'error. Els TC de protecció, però, estan dissenyats per romandre lineals a corrents molt més alts, normalment fins a 10, 20 o fins i tot 30 vegades el corrent nominal. El nucli de protecció CT està dissenyat per funcionar molt per sota del seu punt de saturació en condicions de fallada, assegurant que el relé rep una representació precisa del corrent de falla.
Factor de seguretat.El factor de seguretat determina la multiplicitat de corrent nominal a la qual es satura el TC. Els TC de mesura tenen un factor de seguretat baix, és a dir, saturen a un corrent relativament baix per protegir els instruments. Els TC de protecció tenen un alt factor de seguretat, que els permet suportar i transformar amb precisió corrents de falla altes.
Càrrega i mida del nucli.Els TC de protecció solen requerir nuclis més grans i capacitats VA més altes per evitar la saturació durant condicions de fallada greus. El nucli més gran proporciona més material magnètic per gestionar els alts nivells de flux associats als corrents de falla sense saturar-se. Els TC de mesura poden utilitzar nuclis més petits, ja que només cal que funcionin amb precisió a corrents de càrrega normals.
Context de l'aplicació.Els TC de mesura s'utilitzen per a sistemes de mesurament d'ingressos, monitorització d'energia i gestió d'energia on la precisió afecta directament les decisions operatives i de facturació. Els TC de protecció s'utilitzen amb relés de protecció per a protecció contra sobreintensitat, protecció diferencial, protecció de distància i altres esquemes on el funcionament fiable en condicions de fallada és primordial. La regla fonamental és que un TC de mesura no s'ha d'utilitzar mai amb finalitats de protecció, ja que es saturarà durant una avaria i no pot proporcionar informació precisa al relé. Per contra, es pot utilitzar un TC de protecció per a la mesura si la seva classe de precisió és l'adequada, encara que no és una pràctica habitual.
Com instal·lar un transformador de corrent?
La instal·lació adequada d'un transformador de corrent és fonamental per garantir una mesura precisa, una protecció fiable i la seguretat del personal i dels equips. El procés d'instal·lació inclou diversos passos i precaucions clau.
Preparació de seguretat.El conductor primari s'ha de desactivar sempre que sigui possible abans d'instal·lar, treure o reposicionar el TC. S'han d'aplicar procediments de bloqueig/etiquetatge, juntament amb l'equip de protecció personal de flaix d'arc adequat i altres controls de seguretat per al tipus de tancament i la classe de tensió. Abans de la instal·lació, s'ha d'inspeccionar el TC per detectar qualsevol dany, inclòs la carcassa esquerdada, cables danyats, maquinari de muntatge solt o signes de sobreescalfament. La tensió nominal, la relació de corrent, el tipus de sortida secundària i la càrrega del TC s'han de confirmar com a adequats per a la instal·lació.
Muntatge físic.El TC s'ha de muntar de manera segura i amb l'orientació correcta. Per als TC tipus finestra i barra, el conductor primari o la barra colectora ha de passar per l'obertura de la finestra. El conductor s'ha de centrar dins de la finestra per garantir un acoblament magnètic uniforme. El TC s'ha de muntar de manera que estigui anivellat i alineat correctament, amb la base fermament subjecta a la superfície de muntatge per evitar vibracions i moviments que puguin afectar la precisió de la mesura.
Polaritat i orientació.La polaritat correcta és essencial per a una mesura precisa i un funcionament correcte del relé. Els terminals CT solen estar marcats P1 i P2 al costat primari i S1 i S2 al costat secundari. El terminal P1 ha de mirar a la font d'alimentació. Si les connexions s'inverteixen, el corrent mesurat es desplaçarà 180 graus, cosa que pot provocar que els relés de protecció funcionin incorrectament.
Cablejat secundari.El cablejat secundari s'ha de connectar al comptador, relé o dispositiu de control mitjançant conductors de mida adequada. Per als circuits secundaris de 5 A, normalment es recomana un cable multinucli de 1,5 mm² o més gran. El circuit secundari no s'ha de deixar mai obert mentre el conductor primari estigui alimentat. Un secundari obert pot desenvolupar tensions perilloses que poden danyar l'equip o crear un perill de descàrrega. Si el secundari no està connectat a un dispositiu, s'ha de curtcircuitar de manera segura.
Posada a terra.La carcassa metàl·lica del TC i qualsevol part conductora exposada han d'estar connectades a terra de manera fiable per protegir-se de les descàrregues elèctriques. El circuit secundari s'ha de posar a terra només en un punt per evitar corrents circulants.
Verificació.Després de la instal·lació, la relació CT, la polaritat i la càrrega s'han de verificar mitjançant proves. S'ha de comprovar la continuïtat i el cablejat correcte del circuit secundari. S'ha de realitzar una comprovació de càrrega per confirmar que el TC funciona correctament i que el mesurador o el relé estan rebent el senyal correcte.
Com provar un transformador de corrent?
La prova d'un transformador de corrent garanteix que funciona correctament i proporcionarà mesures precises i protecció fiable. Un programa de proves complet inclou diversos procediments de diagnòstic clau.
Prova de resistència d'aïllament.Aquesta prova avalua la integritat de l'aïllament entre bobinatges i entre bobinatges i terra. Normalment s'utilitza un megòhmetre de 2500 V, amb la resistència d'aïllament mesurada entre el bobinat primari i la terra, el bobinatge secundari i la terra, i entre els bobinatges primari i secundari. Per a un TC saludable, la resistència d'aïllament hauria de ser com a mínim de 500 MΩ per al bobinatge primari i 1000 MΩ per al bobinatge secundari.
Prova de ràtio.La prova de relació verifica que la relació de transformació real del TC coincideix amb la seva qualificació de la placa d'identificació. S'aplica un corrent conegut al bobinatge primari i es mesura el corrent secundari resultant. La relació mesurada ha d'estar dins de la tolerància especificada per la classe de precisió. Per a un TC de mesura de classe 0,2, l'error de relació no ha de superar el ±0,5% i el desplaçament de fase no ha de superar els ±30 minuts.
Prova de polaritat.La polaritat correcta és essencial per al bon funcionament dels relés de protecció i dels equips de mesura. Una prova de polaritat de CC senzilla implica aplicar un petit pols de CC a través del bobinatge primari i observar la tensió induïda al bobinatge secundari amb un mesurador sensible. La direcció de la tensió induïda indica si la polaritat és correcta. Alternativament, es pot utilitzar un mesurador d'angle de fase per comparar la relació de fase entre els corrents primaris i secundaris.
Prova d'excitació (Knee-Point).Aquesta prova determina les característiques de saturació del nucli del TC aplicant una tensió CA creixent al bobinatge secundari mentre el primari està obert. La tensió aplicada s'incrementa des de zero en esglaons i es registra el corrent d'excitació corresponent. La tensió de punt de genoll es defineix com la tensió a la qual un augment del 10% de la tensió aplicada provoca un augment del 30% al 50% del corrent secundari. Aquesta prova és especialment important per als TC de protecció, ja que verifica que el TC no es saturarà prematurament durant les condicions de falla.
Prova de càrrega.La prova de càrrega mesura la impedància real del circuit secundari, inclosos els instruments connectats, els relés i el cablejat. La càrrega mesurada no ha de superar la càrrega nominal del TC; en cas contrari, el TC pot saturar-se i produir lectures inexactes.
Desmagnetització.Després de les mesures de resistència de CC o altres proves que puguin introduir magnetisme residual al nucli, el TC s'hauria de desmagnetitzar. Això es realitza normalment aplicant una tensió de CA que disminueix lentament al bobinatge secundari. Un nucli magnetitzat pot provocar errors de mesura importants-.
Proves de posada en marxa.Durant la posada en marxa, es pot realitzar una prova d'injecció primària per verificar tota la cadena de mesura actual, inclosos el TC, el cablejat i els dispositius connectats. Això implica injectar un corrent conegut a través del circuit primari i verificar que els valors correctes es mostren als comptadors i relés.
Quines són les aplicacions dels transformadors de corrent?
Els transformadors de corrent són components indispensables en els sistemes d'energia elèctrica, que permeten mesurar, monitoritzar i protegir amb seguretat els circuits que transporten corrents elevats. Les seves aplicacions abasten una àmplia gamma d'indústries i tensions del sistema.
Mesuració d'ingressos.Una de les aplicacions més habituals dels transformadors de corrent és en la mesura d'ingressos. En instal·lacions comercials i industrials, el corrent d'alimentació principal supera sovint el rang de mesura directa dels comptadors d'electricitat. Els TC redueixen el corrent primari a un nivell normalitzat de 5 A o 1 A que es pot mesurar amb seguretat amb el mesurador. Aleshores, el mesurador multiplica el corrent mesurat per la relació TC per determinar el consum real d'energia. Els TC de mesurament precisos amb classes d'alta precisió són essencials per a una facturació justa i precisa.
Relleu de protecció.Els transformadors de corrent proporcionen els senyals de corrent requerits pels relés de protecció per detectar fallades i iniciar l'activació de l'interruptor. Els TC de protecció estan dissenyats per transformar amb precisió els corrents de falla, que poden ser moltes vegades el corrent de càrrega normal, de manera que els relés puguin distingir de manera fiable entre les condicions de funcionament normals i els esdeveniments de falla. Les aplicacions inclouen protecció contra sobreintensitat, protecció contra fallades a terra, protecció diferencial i protecció de distància.
Monitorització de l'energia i gestió de l'energia.A les instal·lacions industrials i comercials, els TC s'utilitzen àmpliament en sistemes de control de potència per mesurar paràmetres de corrent, potència, energia i qualitat de l'energia. Aquests sistemes ajuden els gestors de les instal·lacions a identificar els residus d'energia, optimitzar la distribució de la càrrega i reduir els costos d'electricitat. Els TC s'instal·len en alimentadors, motors i càrregues principals de tot el sistema de distribució.
Aparells de distribució i sistemes de distribució.Els transformadors de corrent són components integrals dels aparells de commutació de mitjana i baixa tensió. Proporcionen mesura de corrent per a amperímetres, mesuradors de potència i relés de protecció dins del conjunt de l'aparell de commutació. En aquesta aplicació s'utilitzen habitualment els TC de tipus casquillo, muntats al voltant dels casquets primaris d'interruptors i transformadors.
Control i protecció del motor.Els TC s'utilitzen en centres de control de motors i relés de protecció de motors per controlar el corrent del motor i detectar sobrecàrregues, desequilibris de fase i fallades a terra. Els TC de protecció del motor s'han de dissenyar per gestionar els alts corrents d'arrencada associats a l'arrencada del motor mantenint la precisió en condicions normals de funcionament.
Protecció del generador.Els grans generadors requereixen esquemes de protecció sofisticats que utilitzen transformadors de corrent per detectar fallades internes, corrents diferencials i condicions de funcionament anormals. Els TC de generadors sovint es dissenyen amb una alta precisió i un alt voltatge de punt de genoll per garantir un funcionament fiable durant condicions transitòries.
Electrònica de potència i retroalimentació del senyal.En sistemes electrònics de potència, com ara variadors de freqüència i inversors, els TC proporcionen retroalimentació actual per als algorismes de control. Aquests TC han de tenir una amplada de banda suficient per transformar amb precisió els corrents que contenen components d'alta freqüència.
Automatització de la subestació.Les subestacions modernes utilitzen transformadors de corrent amb sortides digitals o sortides de baixa potència que connecten directament amb dispositius electrònics intel·ligents (IED) com a part dels sistemes d'automatització de subestacions basats en IEC 61850. Aquests TC electrònics ofereixen avantatges pel que fa a mida, precisió i integració amb xarxes de comunicació digital.
Detecció de falla a terra.Els TC s'utilitzen en sistemes de protecció de fallades a terra per detectar petits corrents de fuga que poden indicar una fallada d'aïllament o una connexió a terra inadvertida. Per a aquesta aplicació s'utilitzen TC sensibles amb nuclis d'alta permeabilitat per detectar corrents tan baixes com uns pocs mil·liamperes.