Una descripción general del transformador de corriente.

 

 

 

 

Un transformador de corriente (CT) es un tipo especializado de transformador que funciona según el principio de inducción electromagnética y se utiliza principalmente para la medición y protección de corriente en sistemas de energía eléctrica. Su función principal es reducir proporcionalmente una corriente alta desde el lado primario (el circuito de alto-voltaje o alta-corriente) a una corriente estandarizada mucho más baja en el lado secundario (normalmente 5 A o 1 A), al mismo tiempo que proporciona aislamiento eléctrico entre los dos circuitos para garantizar la seguridad operativa. El devanado primario del CT está conectado en serie con el circuito que transporta la corriente a medir, y el devanado secundario está conectado a instrumentos de medición, relés de protección u otros dispositivos. A través de una relación de vueltas precisa, la corriente secundaria replica con precisión la magnitud y la fase de la corriente primaria, proporcionando así una fuente de señal confiable para monitoreo del sistema, medición de energía, protección de relés y control automatizado.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El principio de funcionamiento de un Transformador de Corriente (CT) se basa en laprincipio de inducción electromagnética. Puede entenderse como un tipo especial de "transformador".

Aquí hay una explicación detallada de su principio de funcionamiento central:

1. Estructura central

• Devanado primario:Durante la medición, el devanado primario generalmente se conecta directamente en serie con el circuito donde se debe medir la corriente. A veces, el devanado primario es simplemente un solo conductor (barra colectora) que pasa a través del núcleo del transformador.
• Centro:Hecho de láminas de acero al silicio de alta-permeabilidad apiladas (u otros materiales magnéticos) para formar un circuito magnético cerrado.
• Devanado secundario:Enrollado alrededor del núcleo y conectado en serie con instrumentos de medición (como amperímetros, vatímetros-hora) o relés de protección. Suele tener muchas vueltas.

 

2. Proceso físico

Cuando una corriente alternafluye a través del lado primario, genera un flujo magnético alterno Φ en el núcleo. Este flujo alterno se enlaza con las espiras del devanado secundario y, segúnLey de inducción electromagnética de Faraday, induce una fuerza electromotriz en el devanado secundario. Cuando el devanado secundario forma un circuito cerrado (conectado a un instrumento), se genera una corriente secundaria.se produce.

 

3. Relación de transformación actual

Un transformador de corriente ideal sigue el principio de equilibrio de fuerza magnetomotriz (MMF):
 

Dónde:

es el número de vueltas del devanado primario (normalmente pocas, a veces sólo 1 vuelta);

es el número de vueltas del devanado secundario (normalmente muchas).

De esto podemos derivar:
 

Aquí,es elrelación de vueltas(o relación de transformación).

En pocas palabras:

• Objetivo:Para reducir proporcionalmente una corriente grande en una línea eléctrica a una corriente estandarizada más pequeña (generalmente5Ao1A) adecuado para instrumentos de medición y operación segura.
• Relación inversa:Las magnitudes de las corrientes primaria y secundaria son inversamente proporcionales a su número de vueltas. Menos vueltas primarias y más vueltas secundarias dan como resultado una mayor reducción de corriente.

 

4. Característica clave: El lado secundario NUNCA debe abrirse

Ésta es la diferencia más significativa entre un transformador de corriente y un transformador de tensión ordinario:

• Transformador ordinario (por ejemplo, transformador de voltaje):El voltaje primario determina el flujo y la carga secundaria influye en la corriente primaria.
• Transformador de corriente:La corriente primariaestá determinada por la carga en el circuito principal y esindependiente del lado secundario.

Si el lado secundario se abre-en circuito mientras fluye corriente en el primario:

• Aumento de flujo:La fuerza magnetomotrizproducida por la corriente primaria normalmente es contrarrestada por el MMF secundario(saldo del FMM). Si se abre la secundaria,, dejando sólo el flujo magnetizante masivo generado poren el núcleo.
• Saturación del núcleo:Este enorme flujo satura rápidamente el núcleo, provocando importantes histéresis y pérdidas por corrientes parásitas. Esto genera un calor intenso y potencialmente puede quemar el transformador.
• Peligro de alto voltaje:El devanado secundario tiene muchas vueltas. Bajo la influencia del gran flujo magnético alterno, se induce un voltaje máximo muy alto (potencialmente miles de voltios). Esto supone una grave amenaza para la seguridad del operador y puede dañar el aislamiento del equipo.

 

 

 

Resumen

Un transformador de corriente utiliza inducción electromagnética para reducir proporcionalmente una corriente primaria grande a una corriente secundaria más pequeña según la relación de vueltas, para uso de instrumentos y dispositivos de protección.El lado secundario SIEMPRE debe permanecer en un estado de cortocircuito-(es decir, conectado a instrumentos de baja-impedancia o bloques de cortocircuito), y un extremo debe estar conectado a tierra de manera confiable para evitar riesgos de alto-voltaje.

 

1. Aplicaciones de protección

Los CT proporcionan señales de corriente de falla a los relés, lo que garantiza un aislamiento rápido de los equipos defectuosos.

• Protección Diferencial (Protección Primaria):Los CT en los lados HV y LV comparan corrientes. Una falla interna crea un desequilibrio y provoca un disparo. Requiere TC antisaturación-de alta-precisión.
• Protección contra sobrecorriente (copia de seguridad):Los CT detectan corrientes por encima de un umbral y activan los relés después de un retraso de tiempo.
• Protección de falla a tierra:La corriente de secuencia cero-(de los TI) indica fallas a tierra, lo que provoca la acción del relé.
• Protección contra sobrecarga:Los CT monitorean la sobrecorriente continua, emitiendo alarmas o disparos para evitar daños térmicos.

2. Medición y medición

Los CT suministran corriente para el conocimiento operativo y las transacciones comerciales.

• Monitoreo de carga:Alimenta amperímetros para observar-la carga en tiempo real.
• Medición de energía:Con PT, proporciona entrada a vatímetros y medidores de energía para flujo de energía, factor de potencia y facturación. Requiere clases de alta precisión (0,2, 0,5S).

3. Control y Monitoreo

El control automatizado se basa en señales CT.

• Control del sistema de refrigeración:La corriente CT activa los ventiladores/bombas de enfriamiento según la carga para mantener la temperatura.
• OLTC y monitoreo de condición:Los datos CT ayudan a la regulación del cambiador de tomas y alimentan los sistemas de monitoreo/registradores de fallas para la evaluación del estado.

4. Sincronización y Paralelismo

Los CT proporcionan información sobre el ángulo de fase y la magnitud a los relés de sincronización, lo que garantiza una conexión segura de un transformador a barras colectoras activas.

 

 

Resumen

Solicitud	Función clave	Requisitos de TC
Protección	Detección de fallos (diferencial, sobrecorriente, tierra)	Alta precisión, anti{0}}saturación y fiabilidad
Medida	Monitorización de carga, facturación de energía.	Alta precisión (0,2/0,5 S), linealidad
Control	Inicio de enfriamiento, entrada del cambiador de tomas, monitoreo	Buena linealidad, respuesta de frecuencia.
Sincronización	Paralelismo seguro	Fase y magnitud precisas

Los CT son indispensables para la operación segura, confiable y eficiente del transformador.

 

1. Seguridad del personal y del equipo

• Aislamiento Galvánico:Los TI proporcionan un aislamiento eléctrico completo entre el circuito primario de alto-voltaje y el equipo secundario de bajo-voltaje (medidores, relés). Esto protege a los operadores y al personal de mantenimiento de altos voltajes peligrosos.
• Corrientes bajas estandarizadas:Convierten miles de amperios en valores estandarizados y seguros (5 A o 1 A), lo que permite el uso de instrumentos y dispositivos de protección estándar de bajo voltaje-.

2. Monitoreo y facturación precisos

• Medición precisa:Los CT de alta-precisión (clases 0.2, 0.5S) permiten una medición exacta de la corriente de carga, lo que garantiza datos operativos confiables.
• Medición de ingresos:Facilitan una contabilidad energética precisa y una facturación justa entre las empresas de servicios públicos y los clientes al proporcionar señales de corriente precisas a los vatímetros-hora.

3. Protección mejorada y mitigación de fallas

• Detección rápida de fallas:Los CT permiten esquemas de protección de alta-velocidad, como la protección diferencial, que puede detectar fallas internas del transformador en milisegundos e iniciar el disparo antes de que ocurra un daño catastrófico.
• Coordinación selectiva:Proporcionan las señales de corriente necesarias para que los relés de sobrecorriente funcionen selectivamente, aislando solo la sección defectuosa mientras mantienen el resto del sistema en servicio.
• Daño minimizado:Al permitir una rápida eliminación de fallas, los CT ayudan a reducir la magnitud y duración de las corrientes de falla, minimizando el estrés térmico y mecánico en los devanados del transformador.

4. Eficiencia y control operativos

• Control de enfriamiento automatizado:Las señales CT activan automáticamente los ventiladores de refrigeración y las bombas de aceite en función de la corriente de carga en tiempo real-, lo que optimiza el consumo de energía y prolonga la vida útil del equipo.
• Gestión de carga:El monitoreo continuo de corriente permite a los operadores equilibrar las cargas de manera efectiva y evitar sobrecargas, asegurando que el transformador funcione dentro de sus límites de diseño.

5. Flexibilidad y estandarización del sistema

• Estandarización de instrumentos:Independientemente de la corriente primaria (cientos o miles de amperios), el equipo secundario se puede estandarizar para entradas de 5 A o 1 A, simplificando el diseño, el inventario y el mantenimiento.
• Escalabilidad:Los CT con múltiples tomas o relaciones brindan flexibilidad para futuras expansiones del sistema o cambios en las condiciones de carga sin reemplazar todo el transformador.

6. Solución de problemas y diagnóstico

• Análisis de fallas:Los CT alimentan datos a registradores de fallas y sistemas de monitoreo de perturbaciones. El análisis de las formas de onda de corriente de falla ayuda a los ingenieros a determinar la causa y la ubicación de las fallas, lo que mejora la confiabilidad del sistema con el tiempo.
• Monitoreo de condición:Los datos de corriente continua ayudan a evaluar el estado del transformador, detectar anomalías (como desequilibrios de los devanados) y planificar el mantenimiento predictivo.

Resumen de beneficios

Categoría de beneficio	Ventajas clave
Seguridad	Aislamiento de HV, protección contra descargas eléctricas.
Protección	Detección rápida de fallos, daños minimizados, disparo selectivo
Medición	Monitoreo preciso de carga, medición precisa de ingresos
Control	Enfriamiento automatizado, carga optimizada, eficiencia mejorada
Normalización	Equipo secundario uniforme, mantenimiento simplificado.
Diagnóstico	Registro de fallas, evaluación de condiciones, mantenimiento predictivo

En resumen, los transformadores de corriente no son meros accesorios sino componentes fundamentales que hacen que los sistemas modernos de transformadores de potencia sean seguros, inteligentes y económicamente viables.

 

 

 

 

 

 

 

Seleccionar el TC adecuado implica hacer coincidir sus características eléctricas con los requisitos del sistema y al mismo tiempo garantizar la compatibilidad física.

1. Corriente primaria (Iₚ)

• Objetivo:Encuentre la corriente primaria nominal.
• Método:Calcule la corriente de carga continua máxima del transformador. La clasificación primaria del CT debe ser ligeramente superior a este valor para evitar la saturación durante el funcionamiento normal. Las clasificaciones comunes están estandarizadas (p. ej., 100 A, 200 A, 400 A, etc.).

2. Corriente secundaria (Iₛ)

• Calificaciones estándar:Elegir entre1Ao5A.
• Factor de decisión:Generalmente se prefiere 1A para tendidos de cable largos entre el CT y el medidor/relé para minimizar las pérdidas de energía.. 5A es un estándar tradicional y es adecuado para distancias más cortas.

3. Clase de precisión

• Para medición:ElegirClase 0,2, 0,5 o 1,0. Cuanto menor sea el número, mayor será la precisión de facturación y seguimiento.
• Para protección:ElegirClase 5P10 o 5P20.

El "5P" significa un error compuesto del 1% a la corriente nominal.

El número (10 o 20) es elFactor límite de precisión (ALF), lo que indica que el CT puede mantener una precisión de hasta 10 o 20 veces la corriente nominal durante una falla.

4. Carga (producción nominal)

• Objetivo:Asegúrese de que el CT pueda alimentar los dispositivos conectados.
• Método:Calcule la impedancia total del cableado secundario y de todos los dispositivos conectados (relés, medidores).
• Especificación:Seleccione un TC con una clasificación VA (voltios-amperios) queexcedeesta carga calculada (p. ej., 5VA, 10VA, 15VA). Si la carga es demasiado alta, la TC se saturará y se volverá imprecisa.

5. Voltaje y aislamiento

• Voltaje del sistema:El voltaje de aislamiento del CT debe coincidir con el voltaje de línea-a-línea del circuito primario (p. ej., 0,72 kV, 12 kV, 24 kV).
• Tipo:Para voltaje medio, la resina epoxi-es estándar para los tableros de distribución de interior.

Tabla de resumen de selección

Parámetro	Consideraciones clave	Especificaciones comunes
Corriente primaria	Corriente de carga máxima + margen	e.g., 100A, 400A, 800A
Corriente secundaria	Distancia a los dispositivos; compatibilidad	1A(larga distancia) o5A(estándar)
Solicitud	Precisión de facturación frente a detección de fallos	0.2 / 0.5(Medición) o5P10 / 5P20(Protección)
Carga (VA)	Carga total de relés, medidores y resistencias de cables.	por ejemplo, 5VA, 10VA, 15VA
Voltaje del sistema	Tensión de funcionamiento del panel.	por ejemplo, 0,72 kV, 12 kV, 24 kV
Tipo físico	Limitaciones de espacio; Barra colectora o cable	Ventana (toroidal), herida o barra-tipo

Regla general rápida

Tamaño:Haga coincidir la corriente primaria con la carga total del transformador.

Objetivo:Utilice Clase 0,5 para medidores; utilice 5P10 para relés de protección.

Carga:Sume la longitud del cable y las cargas del dispositivo para confirmar la clasificación VA.

 

Funciones principales por modelo

Buje montado en placa-Tipo generador CT (BGCT)

• Diseñado-específicamente para montar sobre casquillos de terminales de alto-voltaje del generador y compatible con bus de fase aislada (IPB) en niveles de voltaje más altos del sistema. Su diseño de marco abierto-admite espacios de montaje personalizados y su estructura liviana sirve como una alternativa rentable-a las unidades de fundición tradicionales, con instalación y mantenimiento simplificados.

Buje encapsulado-Tipo generador CT (MGCT)

• Diseño deslizante-para montaje directo en casquillos de alto voltaje-del generador, también adecuado para gabinetes IPB de alto-voltaje. La bobina completamente encapsulada ofrece una excelente resistencia al polvo, la humedad y la corrosión, lo que garantiza un funcionamiento estable y a largo plazo-en entornos industriales hostiles y peligrosos.

Deslizamiento montado en exteriores-sobre buje CT (SBCT)

• Unidad autónoma-para montaje externo en bushings-de alto voltaje de transformadores, disyuntores y terminaciones de cables. No se requiere ninguna modificación del equipo primario, lo que permite una instalación rápida y sencilla. Es una solución confiable y rentable-para actualizaciones de protección del sistema o puntos de medición adicionales en escenarios de alto voltaje-en exteriores.

Aplicación especial para exteriores-Buje CT (eSP)

• Una variante personalizada de nuestra serie BCT deslizante{0}}para exteriores, desarrollada específicamente para disyuntores de potencia SP/SPS. Probado en campo-desde 1980 para interruptores de hasta 72 kV, es la solución ideal para agregar CT adicionales para interruptores originalmente suministrados con solo un CT por polo, sin necesidad de modificar el equipo existente.

Buje CT de tipo seco-montado internamente (DBCT)

• Diseño de aislamiento de tipo seco-optimizado para instalación-incorporada en equipos interiores de alto-voltaje. Puede montarse en bujes de disyuntor de tanque muerto-y también es adecuado para gabinetes herméticos-a la intemperie o compartimentos de interruptores MC. Si se instala correctamente, ofrece un rendimiento estable a niveles más altos de voltaje del sistema, ideal para combinar equipos sin aceite-ni mantenimiento-.

Buje tipo CT (OBCT) de aceite montado internamente-

• Diseñado para instalación integrada-en equipos-de alto voltaje-inmersos en aceite. Puede montarse en collarines de conexión a tierra de alto-voltaje o dentro del tanque de transformadores, disyuntores o reguladores de voltaje aislados con aceite-. Cuando se instala correctamente, se adapta perfectamente a niveles de voltaje más altos, con una excelente compatibilidad con equipos primarios sumergidos en aceite-.

 

Funciones opcionales universales y capacidades de personalización

• Flexibilidad de bobinado y relación: Disponible en configuraciones de devanado de relación única (SR), relación dual (DR) y relación múltiple (MR). Se admiten relaciones personalizadas, clases de precisión y clasificaciones de corriente primaria superiores a 8000 A, con diseños adaptables para coincidir con las características de CT existentes para modernizaciones o proyectos nuevos.
• Optimización del rendimiento central: Se encuentran disponibles núcleos separados para un control preciso de la remanencia y una respuesta transitoria optimizada, así como acopladores lineales de núcleo de aire para aplicaciones especializadas de medición y protección.
• Montaje y personalización mecánica: Hay disponibles pilas de múltiples núcleos-preensambladas para reducir-el tiempo de instalación en el sitio. Se admiten aberturas de conductos personalizadas (con rosca de hasta 1,5" NPT, sin-rosca de hasta 52 mm), junto con soluciones especiales como la instalación de varias-unidades en un solo poste.
• Estándares y cumplimiento ambiental: Todas las unidades pueden diseñarse de acuerdo con los estándares internacionales IEC y CSA, con personalización para frecuencias de red de 50 Hz/60 Hz. El modelo de tipo aceite-admite una clasificación de clase de temperatura de hasta 155 grados para entornos operativos de alta-temperatura.
• Opciones de entrega flexibles: Los devanados pueden suministrarse con tomas de prueba especiales según sea necesario; También se encuentran disponibles bobinas independientes con terminales o cables flexibles para satisfacer diversas necesidades de fabricación y mantenimiento in situ.