¿Cuál es el propósito de la relación transformador actual (CT)?

Un transformador de corriente (CT) es un transformador de instrumentos cuyo propósito es reducir grandes corrientes alternativas en un circuito primario a un nivel de corriente estandarizado más pequeño, seguro y estandarizado en su circuito secundario para medir, protección o control.

La relación del CT (también llamada relación de corriente) es la relación matemática entre la corriente primaria y la corriente secundaria en condiciones nominales (o de carga completa). En otras palabras:

Relación CT = (corriente primaria): (corriente secundaria)

Por ejemplo, un CT con una calificación CT 300: 5 significa que cuando 300 A fluye a través del lado primario, el secundario producirá 5 A. Si solo 150 A fluye en la primaria, entonces idealmente 2.5 A aparece en el secundario (150/300 × 5) en condiciones lineales.

Por qué es importante la relación CT: propósitos y funciones

La relación CT es fundamental porque:

Escala altas corrientes a niveles de medición seguros
altas corrientes en sistemas de energía (cientos o miles de amperios) no pueden ser manejados directamente por medidores, relés o dispositivos de monitoreo típicos. La relación CT asegura que las corrientes tan grandes se reduzcan proporcionalmente (por ejemplo, 1 A o 5 A) para que los instrumentos conectados puedan medirlas de manera segura y precisa.

Mantiene la precisión proporcional sobre el rango
siempre que el transformador de corriente esté diseñado y cargado correctamente, la corriente secundaria de CT permanece proporcional a la corriente primaria en todo su rango operativo (dentro de los límites de precisión especificados). Este comportamiento proporcional permite una medición precisa, medición y operación de retransmisión protectora.

Estandariza la interfaz para la instrumentación y la protección
porque las corrientes secundarias están estandarizadas (típicamente 5 A o 1 A), los CT en varios sistemas e instalaciones pueden presentar una entrada consistente a medidores, analizadores de energía, relés protectores y sistemas de control. Esto facilita el diseño de instrumentación y la intercambiabilidad.

Diseño y consideraciones de la relación CT

Algunos aspectos clave y advertencias que rodean las relaciones CT son:

Las calificaciones secundarias estándar
La mayoría de las CT proporcionan corrientes secundarias estándar de 5 A o 1 A, por lo que las relaciones CT se expresan en consecuencia (por ejemplo, 1000: 5, 2000: 1).

Relación de vueltas versus relación de corriente
Los devanados físicos reales del TC definen una relación de vueltas (vueltas primarias: vueltas secundarias). La relación de corriente está inversamente relacionada con la relación de vueltas, siguiendo los principios del transformador (es decir, más vueltas en el secundario producen una corriente secundaria más baja para la misma corriente primaria).

Rango de operación lineal y saturación
Se debe operar una TC dentro de su rango lineal (insaturado). Si la corriente primaria excede el diseño de la TC (o carga), el núcleo puede saturarse, romper la relación proporcional y causar errores de medición o mal funcionamiento. Por lo tanto, la relación CT debe elegirse para que incluso durante las sobrecargas o las corrientes de falla, la CT pueda mantener un rendimiento aceptable.

Ejemplo práctico e implicaciones

Supongamos que una línea del sistema de energía conlleva una corriente nominal de 1200 A, y queremos monitorearla utilizando la instrumentación estándar 5 A. Elegimos una TC con relación 1200: 5. Bajo carga normal, la CT secundaria producirá 5 A, que es medible directamente por el medidor o el relé. Si la corriente de línea se duplica a 2400 A durante una falla, la TC intentaría producir 10 A (si dentro de su rango lineal). Los relés protectores se establecen en consecuencia para interpretar que 10 A como 2400 A e iniciar acciones de viaje. Si la relación de la CT hubiera sido elegida de manera incorrecta (por ejemplo, 2000: 5), entonces a 2400 A, la TC podría saturar o tergiversar el nivel de falla, lo que lleva a errores de retransmisión.

Por lo tanto, la relación CT vincula las corrientes del sistema de energía del mundo real con las corrientes internas y manejables de protección y dispositivos de medición.