TRANSFORMADOR DE CORRIENTE

Cuando por una línea o circuito eléctrico circula una corriente o intensidad muy grande, necesitamos reducirla para poder conectar los aparatos de medida y/o algunos aparatos de protección.

Ahí es donde entra en juego el transformador de corriente o de intensidad.

Indice de Contenidos:

- ¿Qué es un Transformador de Corriente?

- Tipos de Transformadores de Corriente

- Esquema de Conexión de un Transformador de Corriente

- Principio de Funcionamiento

- Características de los Transformadores de Corriente

- Desconexión del Secundario

- Transformadores de Corriente de Barra Pasante

- Cambiar la Relación de Transformación del Trafo

¿Qué es un Transformador de Corriente?

El transformador de corriente o intensidad se utiliza para obtener una corriente menor pero proporcional a la que discurre por una línea de alimentación.

Las corrientes industriales a menudo son demasiado grandes para pasar directamente a través de los aparatos de medición.

Los transformadores corriente permiten que estas altas intensidades se reduzcan a valores aceptables para la mayoría de los dispositivos, generalmente o menos de 5 amperios.

Además, el transformador de corriente garantiza un buen aislamiento galvánico entre su primario (alta corriente) y su secundario donde estarán los equipos de medida o protección.

En la siguiente imagen puedes ver un transformador de intensidad en un subestación eléctrica.



A parte de los transformadores de corriente utilizados en las subestaciones, que son enormes, hay otros trafos mucho más pequeños utilizados para otro tipo de circuitos.

Por ejemplo se usan para fotovoltaica o en circuitos como ya dijimos en los que tengamos una corriente muy elevada y queremos conectar aparatos que trabajen con corrientes mucho más pequeñas.

Más adelante veremos un tipo muy utilizado llamado de barra pasante.

Tipos de Transformadores de Corriente

Según la función realizada por el transformador de corriente, se puede clasificar de la siguiente manera:

- Transformadores de Intensidad Medidores: estos transformadores se usan junto con los dispositivos o instrumentos de medición para la medición de corriente, energía y potencia (amperímetro, contador, vatímetro, etc).

- Transformadores de Intensidad Protectores: Estos transformadores de corriente se utilizan junto con los equipos de protección, tales como bobinas de disparo, relés, etc.

Las intensidades de salida se utilizan como entradas a los relés de protección, que aislarán automáticamente parte de un circuito de alimentación en caso de una condición anormal o defectuosa en el mismo, pero permitiendo que otras partes de la planta continúen en funcionamiento.

Al hacer esto, el transformador de corriente de protección permite que las áreas no afectadas del circuito continúen en funcionamiento.

Muchos de los transformadores de intensidad instalados se utilizan para los dos casos, para medida y para conectar elementos de protección.

Veamos las partes de un transformador de corriente para una subestación utilizado para conectar elementos de protección y de medición:



Esquema de Conexión de un Transformador de Corriente

El esquema básico de un transformador de intensidad es el que podemos ver a continuación:


Fíjate como el devanado primario se conecta en serie con el circuito o la línea de la que queremos hacer las mediciones.

Esto es una de las característica propia de los trafo de intensidad.

De hecho a veces también se le suele llamar "Transformador en Serie".

También es importante saber que el primario tiene que poseer pocas espiras de hilo grueso para no producir caída de tensión en la línea, ya que al estar en serie, un hilo o cable fino y de muchas espiras tendría mucha resistencia y provocaríauna caída de tensión en la línea, cosa que no es deseable.

Al construirse así el devanado primario y conectarse en serie con la línea, provoca que entre los bornes P1 y P2 no exista casi diferencia de potencial o tensión, solo la producida por la pequeña caída de tensión del devanado primario.

Además como medida de precaución el devanado secundario debe conectarse siempre a tierra.

Luego veremos más características propias de este tipo de transformadores.

Principio de Funcionamiento Trafo de Intensidad

El principio básico del transformador de corriente es el mismo que el del transformador de tensión o potencia.

Al igual que el transformador de potencia, el transformador de corriente también contiene un devanado primario y uno secundario.

Cada vez que una corriente alterna fluye a través del devanado primario, se produce un flujo magnético alterno, que luego induce una corriente alterna en el devanado secundario.

En el caso de transformadores de corriente, la impedancia de salida o simplemente "carga de salida" es muy pequeña ya que solo se conecta al trafo los aparatos de medida o los de protección.

Por lo tanto, el transformador de corriente funciona prácticamente en condiciones de cortocircuito.

Además, la corriente en el devanado secundario no depende de la impedancia de la carga, sino que depende de la corriente que fluye en el devanado primario, es decir de la corriente de la línea.

El devanado primario del transformador está conectado en serie con la línea y transporta la corriente real que fluye hacia la carga conectada al final de la línea, mientras que el devanado secundario está conectado a un dispositivo de medición o un relé.

El número de vueltas secundarias es proporcional a la corriente que fluye a través del primario; es decir, cuanto mayor es la magnitud de la corriente que fluye a través del primario, mayor es el número de vueltas secundarias.

Cálculos en Los Trasformadores de Corriente

En estos transformadores siempre se cumple que el número de espiras del primario es menor que el del secundario, condición necesaria para que se reduzca la intensidad en el secundario o salida del trafo.

Lógicamente necesitamos que la Intensidad del secundario sea menor que la del primario, y conociendo la relación de transformación tenemos que:



Características de los Transformadores de Corriente

Las características fundamentales de estos transformadores son:

- El devanado primario se conecta en serie con el circuito, mientras que en los transformadores de potencia y de tensión están conectados en paralelo.

- La intensidad secundaria está normalizada en 5 A, solo en casos en los que la distancia entre el transformador y el aparato de medida sea muy grande se usan intensidades secundarias de 1 A.

- Los valores estandarizados para la intensidad del devanado primario son los siguientes: 5, 10, 15, 25, 30, 75, 100, 150, 1 500, 2 000, 3 000, 4 000, 6 000 y 10 000 A.

- El devanado secundario se conecta a tierra según la normativa de seguridad, así se evita la aparición de tensiones peligrosas en caso de un fallo de aislamiento entre primario y secundario.

- Los instrumentos de medida no deben sobrepasar la potencia nominal del transformador (5, 10, 15, 30, 50, 75 ó 100 VA). Recuerda VA son Voltamperios, unidad de medida de la potencia aparente (S).

- Entre los bornes P1 y P2 no existe tensión elevada ni constante, como sucede en los de potencia y tensión (tensión de red). La tensión primaria será la caída de tensión que produce el bobinado primario de la línea principal.

- ¡¡¡¡OJO!!! Es totalmente improcedente dejar el secundario a circuito abierto, ya que por el primario circula la corriente de la red y toda esa corriente sería de excitación, sin existir corriente secundaria que la contrarrestase.

Esto puede dar lugar a tensiones secundarias peligrosas.

Veamos como se haría la desconexión del amperímetro de medida del trafo.

Desconexión del Secundario

Antes de desconectar los aparatos conectados al secundario del trafo de intensidad, por ejemplo el amaperímetro, habrá que cerrar en cortocircuito los bornes del secundario S1 y S2 del trafo con un cable.

Después se desconecta el amperímetro y se mantendrá el cortocircuito con el conductor entre los bornes de salida S1 y S2.



Trasformadores de Corriente de Barra Pasante

El devanado primario lo constituye el propio conductor, pletina o cable que transporta la corriente objeto de medida.

El propio cable de la línea es el devanado del primario del transformador, permitiendo efectuar la conexión de la instalación en sus terminales sin necesidad de abrir los conductores.

Normalmente el cable suele ser una pletina, por ejemplo en los transformadores de tensión de un centro de transformación o subestación ya que lleva mucha intensidad.



Cambiar la Relación de Transformación

Se pueden lograr cambios relativamente grandes en la relación de vueltas de un transformador de corriente modificando las vueltas en el primario, donde una vuelta primaria es igual a un paso y más de un paso a través de la ventana da como resultado que se modifique la relación eléctrica.

Entonces, por ejemplo, un transformador de corriente con una relación de, digamos, 300/5A se puede convertir a otro de 150/5A o incluso 100/5A pasando el conductor primario principal a través de su ventana interior dos o tres veces como se muestra.



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