¿Qué es un Transformador de Corriente?
Un transformador de corriente, comúnmente abreviado como TC, es un dispositivo diseñado para alterar la magnitud de una corriente eléctrica.
El funcionamiento básico del transformador de corriente se basa en la relación entre el número de vueltas de las bobinas en la entrada y la salida. Su principal función es transformar corrientes de alta intensidad o alta tensión en corrientes más pequeñas y manejables. Los transformadores de corriente se utilizan ampliamente en aplicaciones de medición de corriente y en sistemas de relés para protección.
Usos de los Transformadores de Corriente
Los transformadores de corriente son equipos muy utilizados en la industria y las instalaciones de infraestructuras. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones de transformadores de corriente:
- Control de corriente de bombas para bombeo de agua
- Monitorización de la caída de agua en bombas de drenaje y tratamiento de aguas residuales
- Monitorización de la corriente en destino en subestaciones
- Supervisión de la generación de energía en centrales eléctricas.
La finalidad del uso de transformadores de corriente es el aislamiento de circuitos y la conversión de corriente. El aislamiento del circuito se utiliza para aislar el circuito principal del circuito de control por el que circulan grandes corrientes; los transformadores de corriente también se utilizan para controlar las corrientes en pequeñas bombas de unos 5 A con el fin de aislar el circuito.
Los transformadores de corriente se utilizan para dar salida a grandes corrientes en forma de pequeños circuitos de corriente. Dado que no es rentable introducir miles de A de corriente en el circuito de control debido al mayor grosor del cableado de control, los transformadores de corriente se utilizan para transformar la corriente a un máximo de unos 5 A para el control y la supervisión.
Principio de los Transformadores de Corriente
Los transformadores de corriente alterna constan de un núcleo de hierro, una bobina primaria y una bobina secundaria, cada una de ellas enrollada alrededor de un núcleo de hierro.
La bobina primaria es la que está conectada al circuito de corriente que se desea medir: cuando circula corriente por la bobina primaria, se genera un flujo magnético en el núcleo de hierro que excita la bobina secundaria. La bobina secundaria genera una corriente en el secundario en función de la magnitud del flujo magnético excitado.
El valor de la corriente generada en la bobina secundaria viene determinado por la corriente en la bobina primaria y la relación de vueltas: cuantas más vueltas tenga la bobina primaria, mayor será el valor de la corriente; cuantas más vueltas tenga la bobina secundaria, menor será el valor de la corriente. Generalmente, el valor de corriente de la bobina secundaria se ajusta a 1 A o 5 A para la corriente máxima admisible en la bobina primaria para producir el producto.
Tipos de Transformadores de Corriente
Existen diferentes tipos de transformadores de corriente, como los transformadores de corriente bobinados y los transformadores de corriente de paso. Los siguientes son ejemplos de tipos de transformadores de corriente:
1. Transformadores de Corriente Bobinados
Un transformador de corriente bobinado consta de un núcleo anular de hierro y bobinas de entrada y salida. Funciona como se describe en la sección de principios. Se utiliza principalmente para pequeños transformadores de corriente de varios A a varias decenas de A, ya que la corriente de cableado admisible en el lado primario aumenta a medida que aumenta la corriente en el circuito de medida. Se caracteriza por su capacidad para medir pequeñas corrientes con gran precisión.
2. Transformadores de Corriente de Paso
Los transformadores de corriente de paso son transformadores de corriente en los que se ha eliminado la bobina primaria. El cableado del circuito que se va a medir se inserta en el núcleo de hierro, que se utiliza como bobina primaria.
Los transformadores de corriente pasantes se seleccionan básicamente para grandes circuitos de corriente de varias decenas de A a varios cientos de A o más, ya que son baratos de instalar debido a la ausencia de bobina primaria.
3. Transformadores de Corriente Continua
Los transformadores de corriente para circuitos de corriente alterna se describen en la sección de principios. No pueden utilizarse para circuitos de corriente continua ya que no se genera flujo magnético en el núcleo de hierro. Los transformadores de corriente continua con elementos Hall se utilizan para medir corrientes continuas.
Cuando se aplica un campo magnético a un circuito conductor de corriente, se genera una tensión correspondiente al valor de la corriente. Esto se denomina efecto Hall, y un elemento Hall es un elemento que emite una tensión según este principio. La mayoría de los transformadores de corriente continua son transformadores de corriente que utilizan elementos Hall.
Sin embargo, en el caso de la corriente continua, existen fuentes de alimentación de alta corriente, como las de los tranvías. Sus valores de corriente pueden ser de varias decenas de miles de A, lo cual es difícil de medir con transformadores de corriente de elementos Hall.
4. Divisor de Corriente Tipo Resistencias Shunt
Las resistencias shunt son resistencias de baja resistencia para medir corrientes. Como el valor de la resistencia está predeterminado, se puede convertir en un valor de corriente midiendo la tensión en ambos extremos.
Las resistencias shunt se utilizan para medir corrientes continuas elevadas de varias decenas de miles de A. Las resistencias en derivación en circuitos de alta corriente también generan mucho calor, por lo que suelen refrigerarse por agua.
¿Cómo Seleccionar un Transformador de Corriente?
La selección de un transformador de corriente se basa principalmente en el valor de corriente que fluye por el lado primario. Es importante elegir un transformador de corriente con una especificación de corriente superior al valor máximo de corriente en el lado primario.
En el lado secundario del transformador de corriente, se conecta un relé de sobreintensidad o un indicador de corriente. Dependiendo de la aplicación, se selecciona un valor de corriente en el lado secundario, generalmente entre 0-1 A o 0-5 A.
Cuando los relés de sobreintensidad están ubicados cerca de los transformadores de corriente, se suele elegir un producto con una especificación de corriente de 0-5 A en el lado secundario. Esto permite una medición más precisa del valor de la corriente.
Por otro lado, los indicadores de corriente a veces se encuentran lejos de los transformadores de corriente. En estos casos, la especificación de corriente del lado secundario suele fijarse en 0-1 A. Esto permite una medición más precisa de los valores de corriente y reduce la capacidad de alimentación requerida para el transformador de corriente.