En cualquier instalación donde vayamos a montar un analizador de redes, una batería de condensadores o un contador, necesitaremos montar también transformadores de corriente.
Pero, ¿qué transformador de corriente debo elegir?
A la hora de elegir un transformador de corriente debemos tener presente varios factores y que te explico a continuación.
Tabla de contenido
¿Qué es un transformador de corriente?
Según la IEC 60050, vocabulario de la Comisión Internacional Electrotécnica (IEV), establece que un transformador de corriente como
un transformador de medida en el que la corriente secundaria, en condiciones normales de uso, es sustancialmente proporcional a la corriente primaria y difiere en fase de ella en un ángulo que es aproximadamente cero para una dirección apropiada de las conexiones
IEV seccíon 321-02-01
En otras palabras, es un transductor que adecua la corriente que vamos a medir (primario), la cual no seria posible técnica y económicamente viable de llevar a nuestro equipo de medida o protección directamente, a otra corriente proporcional a la anterior (secundario), que si que es factible de manejar.
Tipo de transformador de corriente
No todos los transformadores de corriente tienen la misma utilidad. Aquí debemos distinguir según sea su aplicación, para medida o para protección.
Transformadores de corriente de medida
un transformador de corriente destinado a transmitir una señal de información a instrumentos de medición y contadores
IEV 321-02-18
Se caracterizan por ofrecer una gran precisión, o lo que es lo mismo, un porcentaje de error menor.
Por este motivo son empleados en aplicaciones como contadores de energía o analizadores de redes eléctrico.
Transformadores de corriente de protección
un transformador de corriente destinado a transmitir una señal de información a los dispositivos de protección y control
IEV 321-02-19
Se caracteriza no por su precisión, que no es tan buena como uno de medida, sino por mantener la linealidad y no saturarse ante condiciones donde se exceda de la corriente de primario, como por ejemplo un cortocircuito, y siga midiendo sin saturar el núcleo del transformador de corriente.
Corriente de primario y secundario
Inicialmente debemos escoger las corrientes de primario y secundario del transformador.
Corriente de primario
Es la corriente máxima va a circular a través del bobinario del primario del transformador de corriente, conectado en serie. En el caso de transformadores pasantes, es la corriente que pasa a través del toroidal.
Es importante que sea acorde al consumo del circuito o sistema eléctrico que vamos a medir. Si el primario del transformador de corriente es menor que la corriente real que circula, podemos saturarlo y dando una medida errónea.
Por contra, si la corriente de primario es demasiado grande respecto a la corriente real que circula y vamos a medir, puede perjudicar en la precisión de la medida.
Como cuando vas a comprarte unos pantalones. No te han de quedar ni muy estrechos ni que demasiado grandes y se te caigan.
Corriente de secundario
La corriente que obtenemos en el secundario se escoge según sea la entrada de medida de corriente del equipo receptor (contador, analizador de redes, etc).
Hay unos valores normalizados de corriente de secundario de X/5 A y de X/1 A.
Tensión de aislamiento
La tensión de aislamiento va relacionada a la tensión de servicio del sistema eléctrico que vamos a medir.
Es un dato que proporciona el fabricante del transformador de corriente y que debes de verificar si cumple con las características de tu sistema eléctrico.
De todas formas cabe la posibilidad de utilizar un transformador de corriente con una tensión de aislamiento inferior siempre que el conductor a medir disponga de cubierta aislada, la cual se encargará de ofrecer la tensión de aislamiento pertinente.
Esta es una practica que podemos encontrar en algunos sistemas eléctricos y transformadores de potencia de MT.
Carga del transformador de corriente
es la impedancia del circuito secundario, expresado en voltio-amperios [VA] absorbidos por el circuito secundario
IEV 321-01-25
Esta carga, en ingles «burden», corresponde al equipo de medida conectado y el cableado del transformador de corriente. Sin esta carga no se puede garantizar una clase de precisión.
El fabricante del transformador de corriente facilita la carga máxima que admite para garantizar una clase precisión. Por ejemplo, hasta 2 VA el transformador de corriente de medida tendrá una clase 0,5, pero con 4 VA solo garantiza una clase 1 de precisión (mayor error).
Cómo calcular la carga del transformador de corriente
Por un lado debemos ver en la ficha técnica del equipo de medida los VA de la medida de corriente. Normalmente suele ser entre 0,25 y 1,5 (según equipo), aunque pueden tener valores mayores.
El otro factor determinante es el cableado desde el secundario de transformador de corriente hasta el equipo de medida, ya que supone también una impedancia nada despreciable en muchos casos.
Para calcular la carga que supone del cableado necesitamos conocer la ser la sección del cable, longitud, material y la corriente del secundario del transformador.
Primero calculamos la resistencia del cableado aplicando la expresión
donde «R» es la resistencia del conductor en ohms [Ω], «ρ» es la resistividad del material [Ω · mm²/m] (el cobre es 0,0171 Ω · mm²/m), «L» es la longitud del conductor [m] (OJO, es la distancia total. La distancia de ida y de vuelta) y «s» es la sección del conductor [mm²].
Por ejemplo, si tenemos que cablear el secundario de un transformador de corriente con relación 400/5 A, a 5 metros con un cable de cobre de 1,5 mm², la resistencia será
ahora ya podemos calcular la carga máxima del cableado
que en nuestro ejemplo será
ahora solo falta sumar la carga del equipo de medida.
Precisión del transformador de corriente
La precisión del transformador de diseño vendrá del porcentaje de error mayor permitido entre la corriente de primario y la corriente de secundario, y del ángulo de desplazamiento, todo ello bajo un rango de carga que determina el fabricante del transformador de corriente.
donde Ɛ es el error en tanto porciento; kr es la relación de transformación; Ip es la corriente de primario y Is es la corriente de secundario cuando la corriente Ip está circulando.
Clases de precisión
Según la norma IEC 61869-2 «Transformadores de medida. Parte 2: Requisitos adicionales para los transformadores de intensidad.» establece unas clases de precisión para los transformadores de medida:
0,1 – 0,2 – 0,2S – 0,5 – 0,5S – 1 -3 – 5
La misma norma establece los limites de error según el porcentaje de la corriente nominal del transformador
tanto número puede ser abrumador, por eso lo vamos a representar gráficamente para que sea más fácil de entender. Por ejemplo, vamos a dibujar la clase 0,2 y 0,5.
a diferentes porcentajes de corriente de primario, el porcentaje de error de precisión se ha de mantener dentro de los márgenes que establece norma.
Por ejemplo, se realiza el ensayo a un transformador 400/5 A con una carga de 2,5 VA. En todos los puntos se encuentra dentro de los limites de error clase 0,2.
En cambio el mismo transformador con una carga de 3,75 VA, deja de encontrarse completamente dentro de los límites de error de clase 0,2, y pasa a estar dentro de los límites de clase 0,5.
Por este motivo es muy importante establecer la carga del transformador de corriente o podemos no conseguir la precisión esperada.
Ver aquí un ejemplo de un fabricante de transformadores de corriente donde el nivel de carga admisible para mantener la clase de precisión.
Diferencia entre clase 0,2 y 0,2S
La diferencia entre un transformador de corriente clase 0,2 y 0,2S radica en la precisión en el rango inferior de medida.
Mientras que en un transformador de corriente clase 0,2 no hay limite de error por debajo del 5% de la corriente de primario, en un transformador de corriente clase 0,2S ha de mantener unos limites de error hasta el 1% de la corriente de primario.
Lo mismo sucede entre los transformadores clase 0,5 y clase 0,5S.
Característica mecánica del transformador de corriente
Aunque parezca obvio, muchos de los errores en la selección del transformador de corriente vienen por no tener en cuenta las características mecánicas del propio transformados.
- Transformador de corriente pasante: es aquel en que hacemos pasar directamente el conductor o barra a través de toroide, por tanto, debemos asegurar que dicho conductor o barra quepan físicamente por el agujero.
- Transformador de corriente de primario bobinado: es aquel que se conecta en serie con el sistema, haciendo que pase la corriente a través del primario. Debemos asegurar que los terminales o pletina de conexión del transformador admitan la sección del conductor o barra del sistema.
Continuidad de servicio
Y por último, y no menos importante, para seleccionar un transformador de corriente debemos determinar las condiciones de servicio en que se va a instalar.
En función del transformador de corriente puede implicar cortar el suministro eléctrico para realizar la instalación. Con un transformador de primario bobinado se debe cortar e instalar en serie, y con un transformador pasante se debe «enhebrar» el conductor o barra.
Si no puede o quiere cortar el suministro eléctrico para instalar el transformador de corriente, se puede utilizar transformadores de corriente con núcleo partido, los cuales «abrazan» el conductor o barra sin necesidad de cortar o enhebrar el transformador.
Hay que tener en cuenta que este tipo de transformadores de núcleo partido ofrecen menor nivel de carga que uno pasante o de primario bobinado.
![Plan de eficiencia energética: qué es y cómo hacer uno [+Plantilla]](https://fornieles.es/wp-content/uploads/2017/05/plan-eficiencia-energetica.jpg)
