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Transformador de instrumentos

Los transformadores de medida son dispositivos eléctricos de alta precisión que se utilizan para aislar o transformar niveles de tensión o corriente. El uso más común de los transformadores de medida es operar instrumentos o medidores desde circuitos de alta tensión o alta corriente, aislando de forma segura los circuitos de control secundarios de las altas tensiones o corrientes. El devanado primario del transformador está conectado al circuito de alta tensión o alta corriente, y el medidor o relé está conectado al circuito secundario.

Los transformadores de instrumentos también se pueden utilizar como transformadores de aislamiento, de modo que se puedan utilizar cantidades secundarias en el cambio de fase sin afectar a otros dispositivos primarios conectados. [1]

Transformador de corriente

Transformadores de corriente utilizados en equipos de medición para suministro eléctrico trifásico de 400 amperios
Transformador de corriente SF 6 110 kV serie TGFM, Rusia

Los transformadores de corriente (TC) son un tipo de transformador de medida conectado en serie. Están diseñados para presentar una carga insignificante a la fuente que se está midiendo y tienen una relación de corriente y fase precisas para permitir una medición conectada en el secundario precisa.

Los transformadores de corriente suelen construirse haciendo pasar una única espira primaria (ya sea un cable aislado o una barra colectora sin aislar) a través de un núcleo toroidal bien aislado envuelto con muchas espiras de cable. Esto permite una fácil implementación en pasatapas de alta tensión de transformadores de red y otros dispositivos instalando el núcleo de espira secundaria dentro de aisladores de pasatapas de alta tensión y utilizando el conductor de paso como una espira primaria única.

Pinza amperimétrica que utiliza un núcleo dividido

Una pinza amperimétrica utiliza un transformador de corriente con un núcleo dividido que se puede enrollar fácilmente alrededor de un conductor en un circuito. Este es un método común utilizado en instrumentos de medición de corriente portátiles, pero las instalaciones permanentes utilizan tipos más económicos de transformador de corriente. También se utilizan transformadores de corriente de banda ancha especialmente construidos, generalmente con un osciloscopio , para medir formas de onda de alta frecuencia o corrientes pulsadas dentro de sistemas de energía pulsada . Un tipo proporciona una salida de voltaje IR que es proporcional a la corriente medida; otro, llamado bobina de Rogowski , requiere un integrador externo para proporcionar una salida proporcional.

Relación

El TC se describe típicamente por su relación de corriente entre el primario y el secundario. Un TC 1000:5 proporcionará una corriente de salida de 5 amperios cuando 1000 amperios fluyen a través de su bobinado primario. Las corrientes secundarias estándar son 5 amperios o 1 amperio, compatibles con instrumentos de medición estándar. Se utiliza para reducir la corriente con fines de medición para la seguridad de los equipos y del operador.

Carga y precisión

La carga y la precisión generalmente se indican como un parámetro combinado debido a que dependen entre sí.

Los TC de medición están diseñados con núcleos más pequeños y capacidades de VA. Esto hace que los TC de medición se saturen a voltajes secundarios más bajos, lo que evita que los dispositivos de medición sensibles conectados se dañen por grandes corrientes de falla en caso de una falla eléctrica primaria. Un TC con una clasificación de 0,3B0,6 indicaría que con hasta 0,6 ohmios de carga secundaria, la corriente secundaria estará dentro de un paralelogramo de error del 0,3 por ciento en un diagrama de precisión que incorpore errores de ángulo de fase y de relación. [2]
Los transformadores de corriente de relé que se utilizan para circuitos de protección están diseñados con núcleos más grandes y capacidades de VA más altas para garantizar que los dispositivos de medición secundarios tengan representaciones reales con corrientes de falla masivas de la red en circuitos primarios. Un transformador de corriente con una clasificación de 2.5L400 indicaría que puede producir un voltaje secundario de hasta 400 voltios con una corriente secundaria de 100 amperios (20 veces su clasificación de 5 amperios) y aún así estar dentro de los 2.5 amperios de la precisión real.

Se debe tener cuidado de que el devanado secundario de un TC no se desconecte de su carga de baja impedancia mientras la corriente fluye en el primario, ya que esto puede producir un voltaje peligrosamente alto a través del secundario abierto (especialmente en un TC de tipo relé) y podría afectar permanentemente la precisión del transformador.

TC de relación múltiple

El devanado secundario puede tener una relación única o tener varios puntos de toma para proporcionar una variedad de relaciones.

Transformador voltaje

Referencias

  1. ^ "Dibujo estándar de Measurement Canada n.º 3400 D3 de transformadores de corriente conectados en delta" (PDF) . MEASUREMENT CANADA . Consultado el 12 de diciembre de 2012 .
  2. ^ "Límites de las clases de precisión 0,3 y 0,6 para la medición de transformadores de corriente". Measurement Canada . Consultado el 18 de abril de 2013 .