Transformador de corriente (CT)

<p>Definici贸n: Un transformador de corriente es un dispositivo que se utiliza para la transformaci贸n de corriente de un valor m谩s alto en una corriente proporcional a un valor m谩s bajo. Transforma la corriente de alto voltaje en corriente de bajo voltaje debido a que el amper铆metro controla de forma segura la corriente intensa que fluye a trav茅s de las l铆neas de transmisi贸n.

El transformador de corriente se utiliza con instrumentos, medidores o aparatos de control de CA donde la corriente a medir es de tal magnitud que el medidor o la bobina del instrumento no pueden tener suficiente capacidad de transporte de corriente. El transformador de corriente se muestra en la siguiente figura.

transformador de corrienteLa corriente primaria y secundaria de los transformadores de corriente son proporcionales entre s铆. El transformador de corriente se usa para medir la corriente de alto voltaje debido a la dificultad del aislamiento inadecuado en el medidor mismo. El transformador de corriente se utiliza en medidores para medir la corriente hasta 100 amperios.

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Construcci贸n de Transformadores de Corriente

El n煤cleo del transformador de corriente est谩 construido con laminaci贸n de acero al silicio. Para obtener un alto grado de precisi贸n, se utiliza Permalloy o Mumetal para la fabricaci贸n de n煤cleos. Los devanados primarios de los transformadores de corriente transportan la corriente que se va a medir y est谩 conectado al circuito principal. Los devanados secundarios del transformador conducen la corriente proporcional a la corriente a medir, y est谩 conectado a los devanados de corriente de los medidores o instrumentos.

Los devanados primario y secundario est谩n aislados de los n煤cleos y entre s铆. El devanado primario es un devanado de una sola vuelta (tambi茅n llamado primario de barra) y transporta la corriente de carga completa. El devanado secundario de los transformadores tiene una gran cantidad de vueltas.

circuito-transformador-de-corrienteLa relaci贸n entre la corriente primaria y la corriente secundaria se conoce como relaci贸n de transformador de corriente del circuito La relaci贸n de corriente del transformador suele ser alta. Las clasificaciones de corriente secundaria son del orden de 5A, 1A y 0.1A. Las clasificaciones primarias actuales var铆an de 10A a 3000A o m谩s. La representaci贸n simb贸lica del transformador de corriente se muestra en la siguiente figura.

circuito-de-transformador-de-corriente-tipo-barraEl principio de funcionamiento del transformador de corriente es ligeramente diferente al del transformador de potencia. En un transformador de corriente, la impedancia de la carga o carga en el secundario difiere ligeramente de los transformadores de potencia. Por lo tanto, el transformador de corriente opera en condiciones de circuito secundario.

Carga en una carga

La carga de un transformador de corriente es el valor de la carga conectada a trav茅s del transformador secundario. Se expresa como la salida en voltios-amperios (VA). La carga nominal es el valor de la carga en la placa de identificaci贸n del TC. La carga nominal es el producto de la tensi贸n y la corriente en el secundario cuando el TC alimenta al instrumento o rel茅 con su valor nominal m谩ximo de corriente.

Efecto de los devanados secundarios abiertos de un TC

En condiciones normales de operaci贸n, el devanado secundario de un CT est谩 conectado a su carga y siempre est谩 cerrado. Cuando la corriente fluye a trav茅s de los devanados primarios, siempre fluye a trav茅s de los devanados secundarios y las vueltas de amperios de cada devanado son, en consecuencia, iguales y opuestas.

Los giros secundarios ser谩n 1% y 2% menos que los giros primarios y la diferencia se utilizar谩 en el n煤cleo de magnetizaci贸n. Por lo tanto, si se abre el devanado secundario y la corriente fluye a trav茅s de los devanados primarios, entonces no habr谩 flujo de desmagnetizaci贸n debido a la corriente secundaria.

Debido a la ausencia de vueltas de contraamperios del secundario, el MMF primario sin oposici贸n establecer谩 un flujo anormalmente alto en el n煤cleo. Este flujo producir谩 p茅rdidas en el n煤cleo con el subsiguiente calentamiento y se inducir谩 un alto voltaje a trav茅s de la terminal secundaria.

Este voltaje provoc贸 la ruptura del aislamiento y tambi茅n la p茅rdida de precisi贸n en el futuro puede ocurrir debido a que el MMF excesivo deja el magnetismo residual en el n煤cleo. Por lo tanto, el secundario del TC nunca puede estar abierto cuando el primario lleva la corriente.

Diagrama fasorial del transformador de corriente

El diagrama fasorial del transformador de corriente se muestra en la siguiente figura. Se toma como referencia el flujo principal. Los voltajes inducidos primario y secundario est谩n rezagados con respecto al flujo principal en 90潞. La magnitud de los voltajes primario y secundario depende del n煤mero de vueltas en los devanados. La corriente de excitaci贸n es inducida por los componentes de magnetizaci贸n y corriente de trabajo.

diagrama fasorial del transformador de corrientedonde, es 鈥 corriente secundaria
Es – voltaje inducido secundario
Ip -corriente primaria
Ep – voltaje inducido primario
Kt 鈥 relaci贸n de vueltas, n煤mero de vueltas secundarias/n煤mero de vueltas primarias
I0 鈥 corriente de excitaci贸n
Im – corriente de magnetizaci贸n
Iw – componente de trabajo
桅s – flujo principal

La corriente secundaria va a la zaga de la tensi贸n inducida secundaria en un 谩ngulo 胃潞. La corriente secundaria se traslada al lado primario invirtiendo la corriente secundaria y multiplic谩ndola por la relaci贸n de giro. La corriente que fluye a trav茅s del primario es la suma de la corriente de excitaci贸n I0 y el producto de la relaci贸n de espiras y la corriente secundaria Kt Is.

Errores de relaci贸n y 谩ngulo de fase de CT

El transformador de corriente tiene dos errores: error de relaci贸n y error de 谩ngulo de fase.

Errores de relaci贸n actual 鈥 El transformador de corriente se debe principalmente al componente de energ铆a de la corriente de excitaci贸n y se da como

relaci贸n-corriente-transformador-ecuaci贸nDonde Ip es la corriente primaria. Kt es la relaci贸n de giro y es la corriente secundaria.

Error de 谩ngulo de fase 鈥 En un transformador de corriente ideal, el 谩ngulo del vector entre la corriente primaria y secundaria inversa es cero. Pero en un transformador de corriente real, hay una diferencia de fase entre la corriente primaria y la secundaria porque la corriente primaria tambi茅n ha suministrado el componente de corriente de excitaci贸n. Por lo tanto, la diferencia entre las dos fases se denomina error de 谩ngulo de fase.

Tipos de Transformador de corriente

El transformador de corriente se clasifica principalmente en tres tipos, es decir, transformador de corriente bobinado, transformador de corriente toroidal y transformadores tipo barra.

1. Transformador de herida 鈥 En este transformador el devanado primario est谩 compuesto dentro del transformador. El devanado primario ten铆a una sola vuelta y estaba conectado en serie con el conductor que med铆a la corriente. El transformador bobinado se utiliza principalmente para medir la corriente de 1 amperio a 100 amperios.

transformador de corriente de tipo bobinado2. Transformador de corriente tipo barra 鈥 El transformador tipo barra tiene solo devanados secundarios. El conductor sobre el que se monta el transformador actuar谩 como devanados primarios de los transformadores de corriente.

transformador de corriente3. Transformador de corriente toroidal 鈥 Este transformador no contiene devanados primarios. La l铆nea a trav茅s de la cual fluye la corriente en la red se une a trav茅s de un orificio o una ventana de los transformadores. La principal ventaja de este transformador es que el transformador tiene una forma sim茅trica debido a que tiene un flujo de fuga bajo, por lo tanto, menos interferencia electromagn茅tica.

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