Cómo elegir un transformador de corriente

La medida de corriente es fundamental en muchos procesos industriales y para la gestión energética. Aun siendo un elemento existente en muchas instalaciones y aplicaciones (contadores, analizadores de redes, baterías de condensadores, etc), tradicionalmente surgen ciertas dudas en cómo elegir un transformador de corriente.

Los puntos esenciales para una correcta elección son:

  • Aplicación
  • Características mecánicas
  • Características eléctricas

1. Aplicación

Primero debemos conocer cual va a ser la aplicación a la que irá destinado la medida de corriente es para protección o medida.

La diferencia básicamente radica en la propiedad de mantener la linealidad de precisión de la medida (figura 1) ante regímenes de funcionamiento superiores a su rango de medida, ya sea permanente o transitorio. Los transformadores de corriente de protección pueden mantener su linealidad ante corrientes superiores a la nominal de primario, del orden de 5 a 15 veces su corriente de primario. En cambio los transformadores de medida mantienen su linealidad hasta un 20% de la corriente de primario.

Los transformadores de protección tienen un rango de error del orden de un 5% a un 10%, en cambio los de medida tienen un rango de error entre un 0,2% y 3%.

linealidad transformador corriente

Figura 1. Linealidad de transformadores de protección y medida

 

2. Características mecánicas

Un aspecto importante es que el cable o pletina quepa en el orificio del transformador de corriente. Este punto suele obviarse, impidiendo o retrasarse la instalación de los equipos que van asociados.

Es importante antes de adquirir el transformador de corriente que este pueda admitir la sección del conductor o pletina donde va a ser instalado.

Para facilitar su instalación sin tener que cortar el suministro eléctrico debemos usar transformadores de núcleo partido. Esto no conllevará la interrupción del servicio y reducirá considerablemente el tiempo y complejidad de la instalación.

3. Características eléctricas

Las características para seleccionar un transformador de corriente son:

  • Tensión de servicio
  • Corriente de primario
  • Corriente de secundario
  • Potencia
  • Precisión

3.1. Tensión de red

La tensión de servicio nos indicara el nivel de aislamiento requerido del transformador. Se podrá emplear en conductores de niveles de tensión superiores, siempre y cuando el conductor aporte el nivel de aislamiento necesario.

3.2. Corriente de primario

Debemos seleccionar un transformador acorde a la corriente máxima que va a pasar por el conductor. Si escogemos un transformador con una corriente inferior correremos el riesgo de saturarlo, y acabar estropeando el propio transformador y el equipo al cual este asociado si no está protegido de forma adecuada, así como dar una medida errónea. Por ejemplo, si tenemos que medir en un circuito que dispone un magnetotérmico de 63A, deberemos escoger un transformador de 75A, que es el inmediatamente superior.

La elección de un primario de corriente inferior nos aportara mayor precisión en la parte baja de escala, pero corremos el riesgo de saturarlo y estropearlo.

3.3. Corriente de secundario

La salida de secundario del transformador de medida está vinculado con el equipo receptor y las pérdidas que pueden suponer el transmitir la señal de medida entre el transformador y el equipo receptor. Las salidas de secundario más habituales son X/5 A ó X/1 A.

3.4. Potencia

Es un parámetro importante. En el transformador, la corriente de primario tiene que inducir en el secundario la potencia necesaria para poder transmitir la corriente de secundario al equipo de medida. La potencia inducida tiene que ser igual o superior a las pérdidas de la línea más las del propio consumo del equipo de medida.

La potencia perdida por calentamiento debido al paso de la corriente por el cableado del circuito secundario del transformador es:

donde I es la corriente de secundario y R es la resistencia del cable, esta se calcula con la resistividad del conductor (para cobre es igual a 1/56 Ω∙mm²/m), L es la longitud del cableado (ida + retorno) y s es la sección de cable.

transformador corriente 1 precision

Figura 2. Perdidas en cableado de medida según longitud total y sección en transformador con secundario X/5A

Figura 3. Perdidas en cableado de medida según longitud total y sección en transformador con secundario X/1A

Como podemos ver, las perdidas en con un transformador con secundario X/1A es 25 veces inferior a la de un transformador X/5A.

3.5. Precisión

El tipo de precisión o clase que puede tener un transformador de corriente está establecido por la norma IEC 61869. En ella establece los porcentajes de error máximos de amplitud como de desfase según respecto al %In que puede presentar el transformador de medida.

Precisiones según tipo o clase de transformador de corriente

Para cualquier duda o comentario, no dudéis en dejar vuestro mensaje es este post o en el formulario de contacto

12 comentarios en “Cómo elegir un transformador de corriente”

  1. José labrador

    Hola he comentado una cocina eléctrica en España la corriente aquí es 220/50 /hz y lo llevo a Venezuela la corriente allá es 110/60 hzque me aconsejas

  2. José Luis Omedes Castelló

    Buenos días Francesc

    Tengo una duda. En una instalación de transformadores de corriente, el lado P1 tiene que estar en el lado de la entrada de la red y P2 en el lado del consumo o al viceversa.
    Gracias de antemano por tu respuesta

    1. Depende si es protección, la dirección de la corriente, P1 entrada de corriente. Si es medición, dependerá de la convención de signos, para carga generación.

  3. Joel Andrade

    Excelente, post, Francesc, una consulta, ¿cuál es la diferencia entre un TC clase 0.2 y uno de clase 0.2 S?

    y otra consulta, ¿cuándo se requeriría usar un TC toroidal en lugar de un TC convencional y si este TC toroidal es igual que un TC de bobina Rogowsky?

    Muchas gracias por tu apoyo,

    Joel Andrade

    1. Francesc Fornieles

      Hola Joel,
      Un TC clase 0,2s tiene un margen de error más pequeño en la parte baja del rango de medida que un transformador clase 0,2.
      A un 5% de la corriente nominal, un transformador clase 0,2 tiene un margen de error de ±0,75%, mientras que un clase 0,2s el margen de error a un 5% de la corriente nominal es de ±0,35%.

      Una transformador tipo rogowsky se emplea principalmente para analizadores eléctricos portátiles, ya que su principal virtud es que se puede abrir y adoptar formas más «flexibles» que un TC con núcleo rígido.
      Aunque ambos se utilizan para medir corriente, el principio de funcionamiento es diferente. En una bobina Rogoswky mides la variación de la tensión inducida al paso de una corriente, lo cual requiere de un amplificador operacional para adecuar la señal.

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