El papel de los transformadores de corriente en los sistemas eléctricos: una inmersión profunda

Principio de funcionamiento de los transformadores de corriente.

En esencia, un transformador de corriente es un tipo de transformador diseñado específicamente para medir corriente. Un CT normalmente tiene un único devanado primario, que consta de una o más vueltas de cable (o, a veces, solo un conductor que pasa a través del núcleo) y un devanado secundario que está conectado al equipo de medición o protección.

El CT funciona según el principio de inducción electromagnética. Cuando la corriente fluye a través del devanado primario, genera un campo magnético dentro del núcleo. Este campo magnético induce entonces una corriente proporcional en el devanado secundario. La cantidad de corriente inducida está determinada por la relación de vueltas entre los devanados primario y secundario. Por ejemplo, un CT con una relación de 100:1 producirá 1 amperio en el devanado secundario cuando la corriente primaria es de 100 amperios.

Tipos de transformadores de corriente

CT de núcleo dividido o fijados
Los CT de núcleo dividido están diseñados para una fácil instalación sin tener que desconectar las líneas eléctricas. El núcleo se divide en dos mitades, lo que permite sujetar el transformador alrededor del conductor sin romper el circuito. Se utilizan habitualmente en la modernización de instalaciones existentes donde no resulta práctico interrumpir el circuito.

CT toroidales
Los CT toroidales tienen forma de anillo y un centro hueco. El conductor pasa por el centro del anillo y el devanado secundario se enrolla alrededor del exterior del núcleo. Se utilizan ampliamente en aplicaciones donde se requiere compacidad y alta precisión.

TC primarias de heridas
En algunos casos, el devanado primario de un TC se enrolla alrededor del núcleo, en lugar de utilizar un conductor que pase a través del núcleo. Este diseño se utiliza a menudo cuando se necesita una alta precisión y una carga baja, ya que el devanado es más preciso que el de un solo conductor.

CT de barra
Los CT de barra están diseñados con el conductor primario actuando como parte del devanado del transformador. Generalmente se utilizan en aplicaciones de alta resistencia con altos niveles de corriente y proporcionan una precisión excelente.

Aplicaciones de los transformadores de corriente

Medición de energía y gestión de energía
Los CT son fundamentales para una medición precisa de la energía. Los medidores eléctricos a menudo utilizan CT para reducir altos niveles de corriente, proporcionando una lectura precisa del consumo eléctrico en hogares, edificios comerciales e instalaciones industriales. Sin TC, medir directamente corrientes elevadas sería un desafío y peligroso.

Protección contra sobrecorriente
En los sistemas eléctricos, los CT se emplean en esquemas de protección contra sobrecorriente para detectar corrientes anormales que pueden ser indicativas de fallas, como cortocircuitos o sobrecargas. El CT detecta la sobrecorriente y envía una señal a un relé de protección, que puede desconectar el circuito defectuoso del sistema, evitando daños al equipo y garantizando la seguridad.

Sistemas de protección de relés
Junto con los relés de protección, los CT se utilizan para la detección de fallas y la protección del sistema. Cuando un sistema experimenta una corriente anormal, como durante un cortocircuito, el CT ayuda a detectarlo rápidamente y activar el relé, asegurando una desconexión rápida para evitar daños o peligros mayores.

Monitoreo de corriente en equipos industriales
Los CT se utilizan para monitorear la corriente que pasa por grandes máquinas industriales, asegurando que el equipo esté funcionando dentro de su rango de corriente especificado. Las condiciones de sobrecorriente o subcorriente pueden indicar problemas como fallas o ineficiencia del equipo, y el CT puede alertar a los operadores antes de que un problema se vuelva catastrófico.

Protección diferencial
Los CT también se utilizan en esquemas de protección diferencial, donde dos o más CT monitorean diferentes partes de un sistema. Si la corriente que entra y sale de un sistema no es igual, los CT detectarán esta discrepancia, lo que puede indicar una falla. Luego, el sistema activará automáticamente una alarma o mecanismo de protección para aislar la parte defectuosa del sistema.

Beneficios de los transformadores de corriente

Seguridad y aislamiento
Una de las ventajas más importantes de utilizar Transformadores de corriente es su capacidad para aislar eléctricamente los instrumentos de medición de los sistemas de alto voltaje. Este aislamiento previene posibles riesgos eléctricos, garantizando la seguridad de los técnicos y operadores que trabajan con dispositivos de medición y control.

Exactitud y precisión
Los transformadores de corriente proporcionan mediciones de corriente altamente precisas y confiables, incluso en presencia de corrientes fluctuantes.

condiciones ricas. Esto los hace invaluables para aplicaciones que requieren precisión, como medición de energía, detección de fallas y relés de protección.

Compacto y rentable
Los CT son de tamaño relativamente compacto y rentables, lo que los convierte en una solución asequible para aplicaciones que van desde pequeños circuitos residenciales hasta grandes sistemas de energía industriales. Su pequeño tamaño les permite integrarse en diversos dispositivos, como disyuntores, contadores de energía y relés de protección.

Durabilidad y larga vida
Los CT modernos están diseñados para soportar condiciones ambientales adversas, incluidas altas temperaturas, vibraciones y tensión eléctrica. Como resultado, los CT proporcionan un rendimiento duradero en entornos industriales exigentes.