Transformador de corriente versus voltaje

Los transformadores de corriente (CT) y los transformadores de tensión (VT, también conocidos como transformadores de potencial, PT) son transformadores de instrumentos ampliamente utilizados en sistemas de energía. Reducen la corriente o voltaje primario alto a valores secundarios estándar bajos para medición, protección y control. Aunque ambos aíslan los instrumentos de bajo voltaje de los circuitos de potencia de alto voltaje, difieren fundamentalmente en los principios de funcionamiento, las reglas de conexión y los requisitos de carga.

Un transformador de corriente está diseñado para reducir grandes corrientes de carga. Su devanado primario suele tener sólo unas pocas vueltas y está conectado en serie con la línea eléctrica. El devanado secundario transporta una corriente proporcional más pequeña, comúnmente 5 A o 1 A. El principio básico es la ley de Ampere: la fuerza magnetomotriz primaria equilibra la fuerza magnetomotriz secundaria en funcionamiento normal. Una regla de seguridad fundamental es que el lado secundario nunca debe dejarse abierto. Un secundario abierto crea un voltaje inducido extremadamente alto, que puede dañar el equipo y poner en peligro a los operadores. Los circuitos secundarios del CT siempre están en cortocircuito mediante medidores o relés, y la carga conectada debe permanecer dentro del rango nominal. Las aplicaciones típicas incluyen protección contra sobrecorriente, medición de energía y monitoreo de corriente en aparamentas.

Un transformador de voltaje, por el contrario, reduce el alto voltaje del sistema a un voltaje secundario bajo estándar, como 100 V. Su devanado primario tiene muchas vueltas y se conecta en paralelo a través de la fase o el voltaje de fase a tierra. Funciona como un transformador de potencia convencional basado en la ley de inducción de Faraday, manteniendo una relación de voltaje precisa. El lado secundario no debe cortocircuitarse. Un cortocircuito genera una enorme corriente secundaria, quema los devanados y destruye el transformador. Los TT suministran tensión de referencia para relés de protección, voltímetros, medidores de factor de potencia y medidores de energía.

La definición de carga también separa los dos tipos. La carga del CT se refiere a la impedancia del bucle secundario, incluida la resistencia del cable y la impedancia de entrada del instrumento. La carga VT describe la potencia total consumida por las cargas conectadas, medida en voltamperios. Las clases de precisión se seleccionan para diferentes propósitos: se requieren grados de alta precisión para la medición de ingresos, mientras que se pueden usar grados ligeramente más bajos para protección.

En resumen, los CT miden corriente en serie y prohíben circuitos secundarios abiertos, mientras que los VT miden voltaje en paralelo y prohíben circuitos secundarios en cortocircuito. Ambos proporcionan aislamiento galvánico entre redes de alto voltaje y paneles de control de bajo voltaje. La selección y el cableado correctos previenen fallas catastróficas y garantizan una medición de potencia confiable y el funcionamiento del relé en sistemas eléctricos industriales y de servicios públicos.