Introducció
Un transformador de corrent (TC) s'utilitza principalment per mesurar, controlar i protegir sistemes elèctrics on el corrent és massa elevat per a la mesura directa. En convertir un corrent primari elevat en un corrent secundari més petit, un transformador de corrent permet que els comptadors elèctrics, els dispositius de control i els relés de protecció funcionin de manera segura i eficaç.
Els transformadors de corrent s'utilitzen àmpliament en sistemes de distribució d'energia, equips elèctrics industrials, aparells de commutació, sistemes de mesura d'energia i aplicacions de protecció elèctrica. Són especialment útils quan un sistema transporta centenars o milers d'amperes i la connexió directa a un instrument de mesura seria poc pràctic o insegur.
Entendre per a què s'utilitza un transformador de corrent pot ajudar els enginyers, els electricistes i els compradors d'equips a seleccionar el TC adequat per a les seves aplicacions elèctriques.
Mesura actual
Un dels usos més habituals d'un transformador de corrent és la mesura de corrent elèctric.
Un TC converteix el corrent que circula per un conductor primari en un secundari proporcional. Per exemple, un transformador de corrent de 400/5A pot convertir un corrent primari de fins a 400A en un corrent secundari d'aproximadament 5A en condicions nominals.
El corrent secundari reduït es pot connectar a un amperímetre, un mesurador de potència, un comptador d'energia o un altre equip de control.
Aquest enfocament permet mesurar grans corrents elèctrics sense connectar l'instrument de mesura directament al conductor d'alta corrent-. Per tant, s'utilitza àmpliament en quadres elèctrics, quadres de distribució, aparells de commutació i equips industrials.
Mesuració d'energia
Els transformadors de corrent també s'utilitzen habitualment per mesurar l'energia elèctrica.
En edificis comercials, fàbriques, subestacions i grans instal·lacions elèctriques, el corrent de càrrega real pot superar la capacitat d'entrada directa d'un comptador d'energia. Un TC pot reduir el corrent a un nivell adequat perquè el mesurador pugui mesurar el sistema elèctric amb seguretat.
Per exemple, quan una gran càrrega industrial consumeix diversos centenars d'amperes, un TC seleccionat correctament pot proporcionar un corrent secundari proporcional al comptador d'energia. El mesurador utilitza aquest senyal juntament amb la informació de voltatge per calcular l'energia elèctrica i el consum d'energia.
Per a les aplicacions de mesura, la precisió del CT és especialment important perquè els errors de mesura poden afectar el control de l'energia, l'assignació de costos i la facturació de l'electricitat.
Monitorització del sistema elèctric
Una altra aplicació important dels transformadors de corrent és el control continu del sistema elèctric.
Un TC pot proporcionar informació actual-en temps real als sistemes de monitorització, sistemes de gestió d'energia i comptadors digitals. Aquesta informació pot ajudar els usuaris a entendre com funcionen les càrregues elèctriques.
Per exemple, els operadors de les instal·lacions poden utilitzar mesures actuals per identificar els canvis en la càrrega de l'equip, controlar el consum elèctric i detectar condicions de funcionament inusuals.
Quan els TC es combinen amb sistemes de monitorització moderns, les dades actuals recollides es poden utilitzar per millorar la gestió de l'energia i ajudar els operadors a prendre millors decisions sobre el funcionament dels equips elèctrics.
Protecció i detecció de fallades
Els transformadors de corrent també són una part important dels sistemes de protecció elèctrica.
Els TC de protecció proporcionen senyals de corrent als relés de protecció. Si es produeix una condició anormal, com ara un curtcircuit o un corrent excessiu, el relé pot analitzar el senyal actual i iniciar una acció de protecció adequada.
En aquesta aplicació, el TC no només mesura el corrent per a la visualització. Està proporcionant una entrada important al sistema de protecció.
Els transformadors de corrent de protecció estan dissenyats amb característiques que els permeten proporcionar informació de corrent adequada en condicions de fallada. Per tant, la selecció adequada del CT és essencial per a un rendiment fiable del sistema de protecció.
Ús en aparells de commutació
Els transformadors de corrent s'instal·len àmpliament en aparells de commutació i equips de control elèctric.
Dins d'un sistema de commutació, els TC poden controlar el corrent que flueix a través dels alimentadors d'entrada, sortints, transformadors, motors o altres circuits elèctrics.
Els senyals de corrent es poden connectar a comptadors per a mesura o relés de protecció per a la detecció de fallades.
El disseny físic del TC ha de coincidir amb l'espai d'instal·lació disponible i la disposició dels conductors. Depenent de l'aplicació, els fabricants poden proporcionar transformadors de corrent-anell, barra-, bobina-, finestra- o nucli dividit-.
Aplicacions industrials
Les instal·lacions industrials sovint contenen grans motors, transformadors, màquines de producció i equips de distribució. El seguiment del corrent d'aquestes càrregues és important tant per a l'operació com per al manteniment.
Els transformadors de corrent poden proporcionar informació de corrent sense que el circuit d'alta{0}}intensitat estigui connectat directament a un instrument de monitorització.
Per exemple, es poden instal·lar TC al voltant dels alimentadors de motors o dins dels quadres elèctrics per controlar el corrent de funcionament. Els canvis de corrent poden indicar canvis en les condicions de càrrega o problemes potencials de l'equip.
Tanmateix, les mesures de corrent s'han d'interpretar sempre juntament amb les característiques específiques de l'equip elèctric i de l'aplicació.
Per què és útil un transformador de corrent?
El principal avantatge d'un transformador de corrent és que fa que la mesura i la protecció d'alta{0}}intensitat siguin pràctiques.
Un TC pot proporcionar un corrent secundari estandarditzat, habitualment 1A o 5A per als sistemes de mesura tradicionals, depenent del disseny i l'aplicació. Això permet que diferents tipus d'equips de mesura i protecció funcionin amb sistemes elèctrics d'alta intensitat-.
Un altre avantatge important és l'aïllament elèctric entre el circuit primari d'alta-intensitat i el circuit secundari de mesura.
Tanmateix, el rendiment del CT depèn de factors com ara la relació actual, la classe de precisió, la càrrega, la freqüència, el nivell d'aïllament i les condicions d'instal·lació. Per tant, seleccionar el TC correcte és important per obtenir resultats fiables de mesura i protecció.
Conclusió
Un transformador de corrent s'utilitza principalment per a la mesura de corrent, la mesura d'energia, la vigilància elèctrica i la protecció. Converteix un corrent primari gran en un corrent secundari proporcional més petit que es pot processar amb seguretat mitjançant comptadors, equips de monitorització i relés de protecció.
Des d'instal·lacions industrials i panells de distribució fins a aparells de commutació i sistemes d'alimentació, els TC ofereixen una manera eficaç de controlar el corrent elèctric sense connectar directament instruments sensibles a circuits d'alta-intensitat.
En seleccionar un transformador de corrent, els usuaris haurien de tenir en compte la relació de corrent requerida, la classe de precisió, la càrrega, els requisits d'aïllament, el mètode d'instal·lació i l'aplicació prevista. Un TC seleccionat correctament pot proporcionar una mesura de corrent fiable i donar suport al funcionament segur i eficient d'un sistema elèctric.