Introducció
Els transformadors de corrent (TC) tenen un paper important en els sistemes moderns de distribució d'energia. Permeten que els sistemes de protecció puguin mesurar, controlar i utilitzar corrents elèctrics elevats en equips de distribució sense connectar conductors d'alta corrent-directament als instruments de mesura o dispositius de control convencionals.
En un sistema de distribució d'energia, els transformadors de corrent es poden trobar en aparells de distribució, panells de distribució, subestacions, circuits d'alimentació, sistemes de protecció i equips de mesura d'energia. En convertir el corrent primari en un corrent secundari estandarditzat inferior, un TC crea una interfície pràctica entre els circuits elèctrics d'alta-potència i els equips de mesura o protecció de baix-nivell.
Per tant, el paper d'un TC no es limita a la mesura actual. També pot donar suport a la protecció elèctrica, la gestió de l'energia, la vigilància del sistema, la detecció de fallades i el control operatiu.
1. Mesura de corrent en sistemes de distribució
Una de les funcions principals d'un transformador de corrent és facilitar la mesura de corrent alta.
Els circuits de distribució poden transportar corrents massa elevats per connectar-los directament a comptadors estàndard. Un TC redueix el corrent a un valor secundari adequat, com ara 1A o 5A, depenent del disseny del sistema.
Per exemple, un TC de 600/5A pot proporcionar un corrent secundari d'aproximadament 5A quan el corrent primari arriba als 600A nominals en condicions especificades.
El corrent secundari inferior es pot connectar a un equip de mesura adequat.
Això permet als operadors controlar la càrrega elèctrica sense posar un corrent elevat directament a l'instrument de mesura.
2. Suport a la mesura de l'energia
Els transformadors de corrent s'utilitzen àmpliament per mesurar l'energia elèctrica.
En edificis comercials, instal·lacions industrials, subestacions i altres sistemes de distribució, els TC es poden connectar a comptadors d'energia per mesurar el corrent i calcular l'energia elèctrica i el consum d'energia.
El TC ha de tenir una precisió de mesura adequada per a l'aplicació prevista.
També és important seleccionar la proporció de TC correcta. Si la relació CT no coincideix amb el corrent de càrrega esperat, és possible que el sistema de mesura no proporcioni el rendiment desitjat.
Per a aplicacions de mesura d'energia, s'han de tenir en compte factors com la classe de precisió, la càrrega, el corrent de funcionament i els requisits del comptador connectat.
3. Proporcionar senyals de corrent als relés de protecció
Un altre paper important dels TC en la distribució d'energia és donar suport als dispositius de protecció.
Els relés de protecció requereixen informació sobre el corrent que circula pels circuits elèctrics. Un TC proporciona un senyal de corrent reduït que pot ser processat pel sistema de protecció.
Si es produeix una condició anormal, com ara un curtcircuit o una sobreintensitat severa, el sistema de protecció pot utilitzar senyals TC per identificar la condició i iniciar una acció de protecció adequada.
El TC que s'utilitza per a la protecció ha de tenir característiques adequades per a l'esquema de protecció específic, especialment en condicions d'error-de gran intensitat.
4. Detecció de condicions actuals anormals
Els TC poden ajudar els sistemes de distribució a detectar condicions actuals anormals.
Alguns exemples inclouen:
* Sobreintensitat
* Curtcircuits
* Desequilibri de fases
* Falles a terra
* Condicions de càrrega anormals
Normalment, el CT no pren la decisió final de protecció. En canvi, proporciona informació actual als comptadors, sistemes de monitorització o relés de protecció.
Aquests dispositius analitzen el senyal actual i determinen si existeix una condició anormal.
5. Monitorització de circuits d'alimentació
Els alimentadors de distribució porten energia elèctrica des dels equips de distribució fins a les càrregues aigües avall.
Els TC es poden instal·lar als circuits d'alimentació per controlar el flux de corrent.
Mitjançant el control del corrent d'alimentació, els operadors poden obtenir informació sobre els nivells de càrrega i les condicions del sistema.
Aquesta informació pot ser útil per:
* Gestió de càrrega
* Seguiment d'equips
* Manteniment preventiu
* Anàlisi de fallades
* Gestió energètica
Per a sistemes de distribució més grans, la supervisió de múltiples alimentadors pot proporcionar una imatge més clara de com es distribueix l'energia elèctrica per tota la instal·lació.
6. Admet la distribució d'energia-trifàsica
Molts sistemes de distribució d'energia utilitzen xarxes elèctriques-trifàsiques.
Es poden instal·lar TC a les fases individuals per mesurar els corrents de fase.
Les instal·lacions de TC-trifàsiques poden suportar:
* Mesura de corrent
* Mesuració d'energia
* Seguiment de fases
* Sistemes de protecció
* Anàlisi de la qualitat de l'energia
La identificació de fase i la polaritat correctes són importants quan s'instal·len diversos TC en un sistema trifàsic-.
Un cablejat incorrecte pot provocar mesures incorrectes o afectar determinades funcions de protecció.
7. Integració amb aparells de distribució
L'aparell de commutació és una ubicació habitual per als transformadors de corrent.
Els TC es poden instal·lar al voltant dels conductors o integrar-se en conjunts d'aparells de commutació per proporcionar senyals de corrent als comptadors i dispositius de protecció.
En un sistema de commutació, els TC poden suportar tant funcions de mesura com de protecció.
Les dimensions físiques, els requisits d'aïllament, la classificació de corrent primària, la classificació secundària, la precisió i la disposició de la instal·lació s'han de tenir en compte a l'hora de seleccionar un TC per a l'aparell de commutació.
8. Suport a la protecció de la subestació
Els transformadors de corrent també són components importants de les subestacions elèctriques.
Les subestacions poden contenir circuits d'alta-intensitat que requereixen mesuraments i protecció fiables.
Els TC poden proporcionar senyals actuals per a sistemes de protecció com ara:
* Protecció contra sobreintensitat
* Protecció diferencial
* Protecció del transformador
* Protecció de l'alimentació
* Protecció de barres
Els diferents esquemes de protecció tenen diferents requisits de TC.
Per aquest motiu, la selecció de TC s'ha de basar en el disseny del sistema de protecció{{0}complet en lloc de només en la relació de corrent nominal.
9. Ajudar amb la gestió de la càrrega
La mesura precisa del corrent pot ajudar els operadors a entendre com es distribueixen les càrregues elèctriques.
En una instal·lació industrial, per exemple, els TC es poden instal·lar als principals alimentadors o circuits d'equips.
El corrent mesurat es pot utilitzar per identificar:
* Equips d'alta-càrrega
* Carregueu els canvis
* Càrrega de fase desigual
* Condicions de sobrecàrrega potencials
* Patrons de consum d'energia
Aquesta informació pot donar suport a una millor gestió de càrrega i planificació del sistema elèctric.
10. Suport a la supervisió remota
Els sistemes moderns de distribució d'energia utilitzen cada cop més sistemes digitals de control i gestió d'energia{0}}.
Els TC poden proporcionar senyals actuals a equips de monitorització compatibles, que després poden transmetre dades a un sistema de control o a una plataforma de{0}}gestió d'energia.
Això fa possible controlar les càrregues elèctriques sense comprovar manualment els circuits individuals.
Quan s'integren amb altres mesures elèctriques, les dades CT poden ajudar els operadors a entendre el rendiment del sistema i identificar condicions anormals més ràpidament.
11. Millora de la visibilitat del sistema elèctric
Un sistema de distribució no es pot gestionar eficaçment sense informació fiable sobre el flux actual.
Els TC proporcionen un punt de mesura important entre el circuit de potència d'alta-intensitat i el sistema de monitorització.
Mitjançant la instal·lació de TC en llocs estratègics, els usuaris poden controlar:
* Corrent d'entrada principal
* Corrent d'alimentació
* Transformador de corrent
* Corrent del motor
* Corrent del generador
* Càrregues d'equips individuals
Això crea una millor visibilitat de com es mou l'electricitat per la xarxa de distribució.
12. Consideracions importants de selecció de TC
En triar un TC per a un sistema de distribució d'energia, s'han d'avaluar diversos paràmetres.
Corrent primària
El corrent primari nominal ha de coincidir amb el corrent de funcionament esperat i els requisits del sistema.
Corrent secundari
Les classificacions secundàries habituals són 1A i 5A. El valor seleccionat ha de ser compatible amb el dispositiu connectat.
Classe de precisió
La classe de precisió ha de coincidir amb l'aplicació, especialment quan el TC s'utilitza per mesurar l'energia.
Càrrega
La càrrega nominal del TC ha de ser adequada per al circuit secundari complet, inclosos els cables i els equips connectats.
Nivell d'aïllament
La classificació d'aïllament del TC ha de ser adequada per al nivell de tensió i l'entorn d'instal·lació.
Característiques de saturació
Les aplicacions de protecció requereixen un rendiment de saturació adequat perquè el TC pugui proporcionar informació actual útil durant les condicions de fallada.
Configuració física
El TC ha d'ajustar-se a l'espai d'instal·lació disponible i a la disposició dels conductors.
Consideracions de seguretat
Els transformadors de corrent s'han d'instal·lar i mantenir sempre d'acord amb les instruccions del fabricant i els requisits de seguretat elèctrica aplicables.
Cal prestar especial atenció al circuit secundari. No s'ha de deixar obert casualment un secundari d'un TC alimentat perquè es pot desenvolupar una tensió perillosa.
La identificació correcta del terminal, la polaritat, la connexió a terra, el cablejat i els procediments de prova són essencials.
Per als sistemes de distribució de mitjana- i alta-tensió, la instal·lació i les proves han de ser realitzades per personal qualificat adequadament.
Conclusió
El paper d'un transformador de corrent en la distribució d'energia s'estén molt més enllà de la simple mesura de corrent.
Els TC proporcionen senyals de corrent reduït per als comptadors d'energia, sistemes de monitorització i relés de protecció. Admeten la supervisió d'alimentadors, la mesura-trifàsica, la protecció de l'aparell de commutació, la protecció de la subestació, la gestió de la càrrega i la monitorització remota d'energia moderna.
El TC correcte s'ha de seleccionar segons el corrent primari, la classificació secundària, els requisits de precisió, la càrrega, el nivell d'aïllament, les característiques de saturació, el disseny físic i l'aplicació.
Quan es seleccionen, s'instal·len i es mantenen correctament, els transformadors de corrent proporcionen informació fiable que ajuda els sistemes de distribució d'energia a funcionar de manera segura, eficient i previsible.