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Explicación de los transformadores de corriente: principios, tipos y cómo utilizarlos de forma segura
Oct 17, 2025
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En la red del sistema eléctrico moderno, cada etapa-desde la generación hasta la transmisión y el consumo-requiere una medición precisa y segura de la corriente. Esto garantiza un funcionamiento estable, eficiente y seguro del sistema. Las corrientes en sistemas de alto voltaje-a menudo alcanzan varios miles de amperios, lo que hace imposible la medición directa con instrumentos. Por lo tanto, se utilizan transformadores de corriente para convertir estas corrientes de forma segura y precisa. Los transformadores de corriente actúan como "sensores" y "guardianes" del sistema eléctrico. Convierten corrientes altas en corrientes bajas estándar y seguras, proporcionando datos precisos para dispositivos de medición, monitoreo y protección. Al mismo tiempo, aíslan el alto voltaje, protegiendo tanto al personal como a los equipos. Su desempeño y uso adecuado tienen un impacto directo en la confiabilidad y eficiencia económica del sistema eléctrico. Este artículo presentará la estructura, principio, función, aplicación, selección, uso y métodos de mantenimiento de los transformadores de corriente.
Estructura del transformador de corriente y principio de funcionamiento.
Estructura: Un transformador de corriente consta principalmente de un núcleo de hierro, un devanado primario, un devanado secundario, soportes aislantes, terminales y devanados auxiliares (opcionales).
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Principio de funcionamiento: Un transformador de corriente funciona por inducción electromagnética. Tiene un núcleo de hierro cerrado y devanados. El devanado primario tiene pocas vueltas. Algunos transformadores de corriente no tienen un devanado primario separado. El conductor del circuito primario, como una barra colectora, puede pasar a través del núcleo de hierro y actuar como devanado primario (una vuelta). El conductor primario tiene una sección transversal-grande y se conecta en serie con la corriente que se va a medir. Lleva toda la corriente del circuito. El devanado secundario tiene muchas vueltas y un conductor más delgado. Se conecta a un instrumento de medición o circuito de protección. El circuito secundario permanece cerrado durante el funcionamiento. Las bobinas conectadas al instrumento de medición y al circuito de protección tienen una impedancia muy baja. El transformador de corriente funciona casi como un cortocircuito. Convierte la corriente primaria alta en una corriente secundaria proporcionalmente más baja. |
Funciones y aplicaciones de los transformadores de corriente (CT)
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Funciones principales 1. Medición: Trabaje con instrumentos de medición para medir la corriente de línea y otros parámetros. Proporcione datos precisos para la medición de electricidad y el monitoreo del sistema. 2. Protección: Trabaje con dispositivos de protección de relés para proteger los sistemas y equipos de energía contra sobrecargas y sobrecorrientes. Mantenga el sistema seguro y estable. 3. Aislamiento: Mantenga los instrumentos de medición y dispositivos de protección separados de la energía de alto-voltaje. Proteger personas y equipos.
Aplicaciones industriales Los transformadores de corriente se utilizan en sistemas de energía, industria, nuevos sistemas de energía, transporte, instalaciones comerciales y públicas y automatización. Miden la corriente, monitorean el equipo, administran la carga y brindan protección. |
Los transformadores de corriente en transformadores y sistemas se utilizan para:
1. Monitoreo del devanado del transformador principal: mide las corrientes del devanado de alto- y bajo-voltaje. Proporcione información de carga en tiempo real-y evite daños por sobrecorriente.
2. Protección de relé: Proporciona señales de corriente a los dispositivos de protección. Los dispositivos actúan rápidamente cuando ocurren fallas. Las líneas defectuosas se desconectan para mantener el sistema seguro.
3. Medición y Facturación: Convierta corrientes altas en corrientes estándar para medidores. Garantice una medición precisa y una facturación justa.
4. Monitoreo de sobrecarga y fallas: detecta corrientes anormales. Encuentre sobrecargas, cortocircuitos y otros problemas rápidamente. Prevenir daños a los transformadores y al sistema.
5. Protección Diferencial: Detecta fallas internas. Compara las corrientes en los lados de alto- y bajo-voltaje. Aísle las fallas rápidamente.
6. Monitoreo de falla a tierra: Mida la secuencia cero-o la corriente residual. Detectar daños en el aislamiento o problemas de conexión a tierra. Proteger personas y equipos.
7. CT de barra colectora/buje (interno): Instalar en bujes o barras colectoras del transformador. Ahorre espacio y proporcione medidas precisas. Facilite el monitoreo del sistema.
8. Pruebas y diagnóstico de transformadores: proporcione datos actuales precisos para pruebas, mantenimiento y análisis de fallas. Ayudar a evaluar el rendimiento y realizar mantenimiento preventivo.
Clasificación de transformadores de corriente.
Los transformadores de corriente (CT) utilizados en transformadores de potencia son dispositivos auxiliares diseñados para convertir corrientes primarias altas en corrientes secundarias bajas proporcionales para medición, protección y control. Garantizan un monitoreo seguro del funcionamiento del transformador, una medición precisa y una protección confiable del relé. Dependiendo de su finalidad, estructura y método de aislamiento, estos TI se pueden clasificar de la siguiente manera:
| Base de clasificación | Tipo | Descripción |
| Por función | Medición de TC | Proporciona señales de corriente precisas para medidores e instrumentos; clase de alta precisión (p. ej., 0,2, 0,5). |
| TC de protección | Diseñado para funcionar correctamente durante condiciones de falla sin saturación magnética; Se utiliza para protección de relé (p. ej., 5P, 10P). | |
| TC combinada | Combina funciones de medición y protección en una sola unidad. | |
| Por estructura | Tipo de herida | El devanado primario consta de varias vueltas enrolladas en el núcleo; Es adecuado para pequeñas aplicaciones actuales. |
| Tipo de barra (tipo casquillo) | El conductor del casquillo del transformador sirve como devanado primario, ampliamente utilizado en transformadores de potencia. | |
| Tipo de anillo | Núcleo completamente cerrado; El devanado secundario rodea el conductor primario, proporcionando buena precisión y aislamiento. | |
| Por medio de aislamiento | Tipo seco | Utiliza aislamiento de aire o resina epoxi; principalmente para aplicaciones de transformadores de interior. |
| Tipo-inmerso en aceite | Inmerso en aceite de transformador para refrigeración y aislamiento, común en transformadores de potencia llenos de aceite. | |
| Gas SF₆-Tipo aislado | Utilizado en GIS o sistemas de transformadores sellados con altos niveles de voltaje. | |
| Por ubicación de instalación | CT integrado- | Montado dentro del tanque del transformador y sumergido en aceite; Normalmente se instala en cables de casquillo. |
| TC externa | Instalado fuera del tanque del transformador en el pasacables o conexión del cable; conveniente para el mantenimiento. |
Cómo elegir un transformador de corriente
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1. Selección de voltaje y corriente - La tensión nominal de un transformador de corriente no debe ser inferior a la tensión nominal del circuito en el punto de instalación. - La corriente nominal del devanado primario varía según el nivel de voltaje (p. ej., 5 A, 10 A, 15 A, 20 A, ... 1500 A). Al seleccionar un transformador de corriente, la corriente nominal primaria no debe ser menor que la corriente calculada del circuito (se recomienda un cierto margen). - La corriente nominal del devanado secundario suele ser de 5 A, y algunos son de 1 A, dependiendo de la carga actual del equipo secundario. 2. Seleccionar el grado de precisión - Un transformador de corriente debe cumplir con los requisitos de grado de precisión. Es decir, su carga secundaria S₂ no debe exceder la carga secundaria nominal S₂ₙ correspondiente a ese grado de precisión: S₂ₙ > S₂ |
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Cómo utilizar correctamente un transformador de corriente
1. El lado secundario no debe estar abierto-en circuito
Si el circuito secundario se desconecta durante el funcionamiento, el voltaje inducido en el lado secundario aumentará bruscamente, provocando un rápido aumento del flujo magnético. Esto puede saturar el núcleo y generar picos de alto-voltaje, poniendo en peligro el instrumento de medición y al personal. Si se detecta un circuito abierto en el lado secundario, el circuito debe cerrarse inmediatamente y corregirse la falla.
2. Emparejamiento de carga y protección
Al seleccionar un transformador de corriente, considere la impedancia de entrada del instrumento, la interfaz del relé de protección y otros factores para garantizar que la impedancia de carga Z_b esté dentro del rango nominal. Para sistemas de protección que requieren alta velocidad y confiabilidad, se recomienda un CT con un grado de error bajo y buenas características de protección de circuito abierto-.
3. Posición y orientación de instalación
La orientación del CT debe alinearse con la dirección del conductor primario para evitar inversión de fase y errores de señal. Al instalar CT de tipo anillo o ventana-, asegúrese de que los conductores pasen por el núcleo el número correcto de veces y en la dirección correcta, como se especifica en el diseño.
4. Temperatura y ventilación
Las cargas elevadas o las temperaturas ambiente elevadas pueden aumentar el aumento de temperatura del CT, lo que afecta las pérdidas de cobre y hierro. Garantice una buena ventilación en la sala de equipos, un cableado adecuado y evite instalar el CT cerca de fuentes de calor fuertes para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo.
Mantenimiento del transformador de corriente
Durante el funcionamiento,-el personal de servicio debe inspeccionar periódicamente el transformador de corriente para garantizar un funcionamiento seguro. Durante la inspección, preste atención a los siguientes puntos:
1. El transformador de corriente no debe tener ruidos anormales ni olor a quemado.
2. Verifique que los conectores del transformador de corriente no estén sobrecalentados.
3. El aislamiento de porcelana del transformador de corriente debe estar limpio e intacto, libre de grietas y descargas.
4. Verifique que el nivel de aceite del transformador de corriente funcione normalmente y no haya fugas de aceite.
5. Pruebe periódicamente las propiedades de aislamiento del aceite del transformador de corriente. En el caso de los transformadores de corriente llenos de aceite-, se deben tomar muestras de la calidad del aceite con regularidad para realizar pruebas y evitar la degradación de la capacidad de aislamiento, lo que puede provocar una expansión térmica y provocar una explosión o un incendio.
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