«Descubre todo lo que necesitas saber sobre los transformadores de instrumentos en este completo artículo. Aprende sobre los diferentes tipos, los principios de funcionamiento y las numerosas ventajas que ofrecen estos dispositivos esenciales en el ámbito de la instrumentación. ¡No te lo pierdas!»
En los sistemas de CA, un transformador de instrumentos mide cantidades eléctricas como voltaje, corriente, potencia, factor de potencia, energía y frecuencia. Los transformadores de instrumentos también se utilizan con relés de protección para proteger los sistemas de potencia.
La función principal de un transformador de instrumentos es reducir el voltaje y la corriente de un sistema de CA. Dado que el nivel de voltaje y corriente del sistema de energía es demasiado alto, es muy difícil y costoso diseñar instrumentos de medición para medir voltaje y corriente de tan alto nivel. Generalmente, los instrumentos de medición están diseñados para 5A y 110V.
Es posible medir grandes cantidades eléctricas con instrumentos de medición con la ayuda de un transformador de instrumentos. Los sistemas de energía modernos utilizan estos transformadores de instrumentos, por lo que son populares.
Tipos de transformadores de instrumentos
Los transformadores de medida son de dos tipos.
- Transformadores de corriente
- Transformadores de Potencial
Símbolos del transformador de corriente y potencial
Transformador de corriente (TC)
El transformador de corriente reduce la corriente del sistema de potencia a un nivel más bajo para que sea adecuado medirlo con un amperímetro de pequeña potencia (es decir, un amperímetro de 5A). La siguiente figura muestra un diagrama de conexión típico de un transformador de corriente.
El primario del TC tiene muy pocas vueltas. El primario está conectado al circuito de potencia en serie. Por lo tanto, a veces también se le llama transformador en serie. El devanado secundario tiene una gran cantidad de vueltas y está conectado directamente a un amperímetro. Como el amperímetro tiene una resistencia muy pequeña, el secundario del transformador de corriente operó casi en una condición de cortocircuito.
Para evitar altos voltajes en el secundario, un terminal del secundario está conectado a tierra. En consecuencia, reduce las posibilidades de ruptura del aislamiento y protege al personal contra el alto voltaje. Además, antes de desconectar el amperímetro, un interruptor “S” cortocircuita el secundario para evitar la acumulación de alto voltaje en el secundario, como se muestra en la figura anterior.
Precaución– El secundario del TC no debe estar abierto cuando su secundario lleva la corriente.
Tipos de transformadores de corriente (TC)
- tipo de herida
- tipo de barra
- toroidal
1. TC tipo herida
El primario de un transformador de corriente (TC) se conecta directamente en serie a la carga cuya corriente se va a medir. En esto, el primario y el secundario no se pueden desconectar. El transformador de corriente de alto voltaje Switchyard es el mejor ejemplo.
2. CT tipo barra
Por lo general, se fabrican con una barra colectora de cobre o aluminio rodeada por un devanado secundario sobre núcleos ferromagnéticos. La barra colectora actúa como un devanado primario de una sola vuelta. Los conductores que transportan corriente están directamente conectados a ellos. Alternativamente, se les llama Transformadores de corriente de barra primaria.
3. TC toroidales
No hay devanado primario presente en ellos.. TI toroidales contener una ventana u orificio a través del cual una línea transporta la corriente que fluye en la red. El secundario del TC es portátil. A El probador digital Tong tiene CT de tipo toroidal.
Transformador de Potencial (PT) o Transformador de Voltaje (VT)
Un transformador de potencial también se llama transformador de tensión. Es un transformador de instrumentos que se utiliza para convertir el voltaje de un valor más alto a un valor más bajo. Se utiliza para reducir el voltaje del sistema de energía a un nivel más bajo, de modo que sea factible medirlo con un voltímetro nominal pequeño. es decir, 110V 120V.
El PT o VT tiene la misma construcción que cualquier transformador normal. Esto reduce el voltaje a un límite seguro, que puede medirse fácilmente con un dispositivo ordinario de bajo voltaje, como un voltímetro.
El número de vueltas en el devanado primario es mayor que el número de vueltas en el devanado secundario porque es un transformador reductor. Un transformador potencial se conecta a través o en paralelo a la línea, que se mide para registrar los errores de relación o ángulo.
Un transformador de potencial está diseñado para monitorear voltajes de conmutación monofásicos y terminales trifásicos.
El transformador de potencial es un tipo especial de transformador, con el cual es posible tomar lecturas de conexiones de servicio eléctrico. El PT o VT está diseñado para tener una relación más baja y errores de ángulo de fase para una medición precisa de potencia y energía.
Precaución: No cortocircuite el PT.
Tipos de transformadores de potencial (PT)
Según su función, son de tres tipos.
- Electromagnético
- Condensador
- Proteccion
1. Transformador electromagnético
De la misma manera que el transformador principal, los devanados primario y secundario están enrollados en un centro magnético. Se opera a una tensión superior o inferior a 130 kV. La fase determina la sección primaria mientras que la tierra determina la sección secundaria. Estos dispositivos se utilizan en relés, medidas y redes de alta tensión.
2. Transformador de voltaje capacitivo
Los devanados principales o secundarios están conectados con una serie de condensadores. El capacitor actúa como un divisor de potencial y reduce el voltaje. Este dispositivo mide el voltaje que sale del devanado secundario. También se utiliza para el sistema de comunicaciones de línea eléctrica. Es el más caro.
3. Protección (Transformador de tensión)
Puede ser monofásico o trifásico y trabaja con la máxima precisión. Se utiliza para realizar y monitorear tareas de medición de instrumentos, relés y otros dispositivos.
El aumento en el número de instrumentos en el relé conectado al transformador de potencia secundario aumenta los errores. Por lo tanto, los dispositivos deben conectarse a su secundario según VA total del transformador.
Medición de potencia usando CT y PT
Los transformadores de medida, CT y PT, se utilizan para medir la potencia en el circuito. El diagrama de circuito del circuito de medición de potencia se muestra en la siguiente figura. El CT está conectado en serie a la carga y el PT está conectado en paralelo al sistema de suministro.
Los transformadores de corriente (CT) y los transformadores de potencial (PT) se utilizan juntos para medir la energía de una empresa de servicios públicos a un cliente. El vataje (W) o potencia (P) se encuentra multiplicando la corriente y el voltaje.
Un transformador de potencial proporciona una forma de medir los voltajes, mientras que un transformador de corriente proporciona una forma de medir la corriente. El vatímetro está conectado en serie con el amperímetro y debe funcionar con 5 A o menos.
Ventajas de los transformadores de instrumentos
La gran tensión y corriente del sistema de alimentación de CA se puede medir utilizando un instrumento de medición de pequeña capacidad, es decir, 5 A o 110 V.
Mediante el uso de transformadores de instrumentos, los instrumentos de medición se pueden estandarizar. Lo que se traduce en una reducción del costo de los instrumentos de medición. Cada vez más, los instrumentos de medición dañados se pueden reemplazar fácilmente con instrumentos de medición estandarizados y saludables.
Los transformadores de instrumentos proporcionan aislamiento eléctrico entre el circuito de alimentación de alto voltaje y los instrumentos de medición. Esto reduce los requisitos de aislamiento eléctrico para instrumentos de medición y circuitos de protección y también garantiza la seguridad de los operadores.
Se pueden conectar múltiples instrumentos de medición a través de un solo transformador al sistema de energía.
Debido al bajo nivel de voltaje y corriente en el circuito de protección y medición, hay un bajo consumo de energía en el circuito de protección y medición.
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