Introducció
Els transformadors de corrent (TC) i els transformadors de tensió (VT), també anomenats transformadors de potencial (PT), són components importants en els sistemes elèctrics d'alimentació. Tots dos són transformadors d'instruments, és a dir, transformen magnituds elèctriques en valors més segurs i mesurables per a comptadors, equips de monitorització, relés de protecció i sistemes de control.
Tot i que tenen finalitats similars, un transformador de corrent i un transformador de tensió estan dissenyats per mesurar diferents magnituds elèctriques. Un TC mesura el corrent, mentre que un VT mesura la tensió. Entendre la diferència entre ells és essencial a l'hora de seleccionar transformadors per a aplicacions de distribució d'energia, mesura elèctrica, aparells de commutació i protecció.
Què és un transformador de corrent?
Un transformador de corrent és un transformador d'instrument dissenyat per reduir un corrent primari elevat a un corrent secundari inferior que es pot mesurar de manera segura amb comptadors elèctrics o utilitzar dispositius de protecció.
Per exemple, un TC pot tenir una relació de 400/5A. Això vol dir que quan el corrent primari és de 400 A, el corrent secundari és d'aproximadament 5 A en condicions de funcionament nominal.
Normalment, un transformador de corrent està connectat en sèrie amb el conductor elèctric que porta el corrent que es mesura. El seu costat primari transporta el corrent del sistema, mentre que el costat secundari subministra un corrent reduït als equips de mesura o protecció.
Els TC s'utilitzen àmpliament en:
* Mesuració d'energia
* Sistemes d'amperímetre
* Monitorització de potència
* Relés de protecció
* Interruptor
* Equips elèctrics industrials
* Sistemes de distribució d'energia
Una característica de seguretat important d'un TC és que el seu circuit secundari no s'ha de deixar obert mentre el corrent flueix pel primari. Un secundari TC obert pot provocar una tensió alta perillosa.
Què és un transformador de tensió?
Un transformador de tensió està dissenyat per reduir una tensió alta del sistema a una tensió més baixa i estandarditzada adequada per a la mesura, el control i la protecció.
Per exemple, un VT pot transformar una tensió primària alta en una tensió secundària de 100 V o un altre valor especificat. Això permet que els comptadors i els relés de protecció funcionin amb una tensió molt inferior a la tensió real del sistema.
A diferència d'un TC, un transformador de tensió està connectat en paral·lel amb el sistema elèctric i no en sèrie.
Els transformadors de tensió s'utilitzen habitualment per a:
* Mesura de tensió
* Mesuració d'energia
* Sistemes de protecció
* Monitorització de la qualitat de l'energia
* Sistemes de control elèctric
* Interruptor
* Sistemes d'alta-tensió i-tensió mitjana
Diferència clau entre TC i VT
La manera més senzilla d'entendre la diferència és que un TC transforma el corrent, mentre que un VT transforma la tensió.
- Característica Transformador de corrent Transformador de tensió
- Tensió de corrent de mesura principal
- Connexió Sèrie Paral·lel
- Quantitat primària Alta corrent Alta tensió
- Quantitat secundària Baixa corrent Baixa tensió
- Secundari típic 1 A o 5 A Normalment al voltant de 100 V o valor especificat
- Aplicacions principals Mesura i protecció de corrent Mesura i protecció de tensió
- Principal problema de seguretat Circuit obert secundari Curtcircuit/sobreintensitat secundari
Les qualificacions exactes i els mètodes de connexió depenen del disseny del transformador i del sistema elèctric.
Diferència en el principi de funcionament
Tant els TC com els VT funcionen segons la inducció electromagnètica, però els seus dissenys i les condicions de funcionament previstes són diferents.
Un TC està dissenyat perquè el corrent primari produeixi flux magnètic al seu nucli, que indueix un corrent secundari proporcional. Per tant, el TC proporciona una representació elèctricament aïllada i reduïda del corrent primari.
Un VT funciona més com un transformador convencional. El bobinatge primari està connectat a través de la tensió del sistema i la inducció electromagnètica produeix una tensió secundària proporcional.
La relació del transformador determina la relació entre magnituds primàries i secundàries.
Diferència de connexió
La connexió és una altra distinció important.
Normalment, un TC està connectat en sèrie amb el conductor. El corrent que circula pel conductor primari també passa pel circuit primari del TC.
Un VT està connectat a través de la font de tensió o circuit elèctric. Per tant, funciona en paral·lel amb el sistema.
Aquesta diferència és important durant la instal·lació. Una connexió incorrecta pot provocar mesures inexactes, danys a l'equip o condicions de funcionament insegures.
Diferència en aplicacions
Els TC són especialment importants quan el corrent del sistema és massa alt per connectar directament un instrument de mesura o relé.
Per exemple, un sistema de distribució industrial pot transportar centenars o milers d'amperes. Normalment, un mesurador no es pot connectar directament a un circuit de corrent tan alt-. Un TC pot convertir el corrent en un corrent secundari inferior adequat per al mesurador.
Els VI i els PT s'utilitzen quan la tensió del sistema és massa alta perquè els equips de mesura es connectin directament. Un VT redueix la tensió a un nivell de mesura més segur i estandarditzat.
En molts sistemes de commutació, els TC i els VT s'instal·len junts. El TC proporciona informació actual, mentre que el VT proporciona informació de voltatge. Els relés de protecció poden utilitzar ambdós senyals per determinar les condicions del sistema i detectar condicions de funcionament anormals.
TC i TV en Mesura d'Energia
Els dos transformadors es poden utilitzar en la mesura de l'energia elèctrica.
Un TC subministra informació de corrent a un comptador d'energia, mentre que un TV proporciona informació de tensió. El mesurador pot utilitzar aquests senyals per calcular paràmetres elèctrics com ara potència i energia.
En un sistema d'alta tensió-trifàsic-, és possible que siguin necessaris tant TC com TV perquè el corrent i la tensió reals del sistema són massa alts per a la connexió directa amb equips de mesura estàndard.
La classe de precisió del transformador és important en aquestes aplicacions perquè els errors del transformador poden afectar la precisió de la mesura final.
TC i TV en Sistemes de Protecció
Els TC i els VT també tenen un paper important en la protecció elèctrica.
Els relés de protecció necessiten informació sobre el corrent i la tensió del sistema per identificar condicions anormals. Els TC proporcionen senyals de corrent, mentre que els VT proporcionen senyals de tensió.
Per exemple, un corrent excessiu pot indicar una condició de sobrecàrrega o de curt{0}}circuit. La informació de voltatge pot ajudar els equips de protecció a identificar subtensions, sobretensions o altres condicions anormals del sistema.
El transformador seleccionat per a la protecció ha de tenir especificacions adequades per als requisits del relé i del sistema previst.
Com triar entre un TC i un VT
L'elecció depèn principalment de quina quantitat elèctrica s'ha de mesurar.
Trieu un transformador de corrent quan necessiteu:
* Mesurar un corrent elèctric elevat
* Proporcioneu entrada de corrent a un comptador
* Subministreu senyals de corrent a un relé de protecció
* Supervisar les càrregues industrials
* Mesura de corrent en aparells de distribució o sistemes de distribució
Trieu un transformador de tensió quan necessiteu:
* Mesurar l'alta tensió del sistema
* Proporcioneu una entrada de tensió a un comptador
* Subministrament de senyals de tensió als equips de protecció
* Superviseu sistemes de mitjana- o alta-tensió
* Aïllar els equips de mesura de l'alta tensió del sistema
En algunes aplicacions, es requereixen els dos tipus.
Conclusió
La principal diferència entre un transformador de corrent i un transformador de tensió és la quantitat elèctrica que transformen. Un TC redueix el corrent elevat a un corrent secundari inferior, mentre que un VT redueix l'alta tensió a un voltatge secundari inferior.
Els TC generalment es connecten en sèrie i s'utilitzen àmpliament per a mesurar i protegir el corrent. Els VT estan connectats en paral·lel i s'utilitzen principalment per mesurar i protegir la tensió.
Per a la distribució d'energia, els aparells de commutació, els equips industrials i la mesura d'energia, seleccionar el transformador d'instrument correcte requereix una consideració acurada de la tensió del sistema, el corrent, la relació, la precisió, la càrrega, els requisits d'aïllament i l'equip connectat. Seguiu sempre les instruccions d'instal·lació del fabricant i els requisits de seguretat elèctrica aplicables.