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Cómo elegir un transformador de intensidad

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La medida de corriente es un elemento imprescindible en muchos procesos industriales y para la gestión energética. Aun siendo un elemento existente en muchas instalaciones y aplicaciones (contadores, analizadores de redes, baterías de condensadores, etc), tradicionalmente acarrea ciertas dudas en cómo elegir un transformador de intensidad.

Los puntos fundamentales para una correcta elección son:

  • Aplicación
  • Características mecánicas
  • Características eléctricas

Aplicación

Primero debemos distinguir si la aplicación a la que irá destinado la medida de corriente es para protección o medida.

La diferencia básicamente radica en la propiedad de mantener la linealidad de precisión de la medida (figura 1) ante regímenes de funcionamiento superiores a su rango de medida, ya sea permanente o transitorio. Los transformadores de corriente de protección pueden mantener su linealidad ante corrientes superiores a la nominal de primario, del orden de 5 a 15 veces su corriente de primario. En cambio los transformadores de medida mantienen su linealidad hasta un 20% de la corriente de primario.

Los transformadores de protección tienen un rango de error del orden de un 5% a un 10%, en cambio los de medida tienen un rango de error entre un 0,2% y 3%.

Figura 1. Linealidad de transformadores de protección y medida

Figura 1. Linealidad de transformadores de protección y medida

Características mecánicas

Un aspecto fundamental es que el cable o pletina quepa en el orificio del transformador de corriente. Este punto suele obviarse, impidiendo o retrasarse la instalación de los equipos que van asociados.

Es importante antes de adquirir el transformador que este pueda admitir la sección del conductor o pletina donde va a ser instalado.

Para facilitar su instalación sin tener que cortar el suministro eléctrico debemos usar transformadores de núcleo partido tipo TP o STP. Esto no conllevará la interrupción del servicio y reducirá considerablemente el tiempo y complejidad de la instalación.

Características eléctricas

Las características para seleccionar un transformador de corriente son:

    • Tensión de servicio
    • Corriente de primario
    • Corriente de secundario
    • Potencia
    • Precisión
 
Tensión de servicio

La tensión de servicio nos indicara el nivel de aislamiento requerido del transformador. Se podrá emplear en conductores de niveles de tensión superiores, siempre y cuando el conductor aporte el nivel de aislamiento necesario.

Corriente de primario

Debemos seleccionar un transformador acorde a la corriente máxima que va a pasar por el conductor. Si escogemos un transformador con una corriente inferior correremos el riesgo de saturarlo, y acabar estropeando el propio transformador y el equipo al cual este asociado si no está protegido de forma adecuada, así como dar una medida errónea. Por ejemplo, si tenemos que medir en un circuito que dispone un magnetotérmico de 63 A, deberemos escoger un transformador de 75 A, que es el inmediatamente superior.

La elección de un primario de corriente inferior nos aportara mayor precisión en la parte baja de escala, pero corremos el riesgo de saturarlo y estropearlo.

Corriente de secundario

La salida de secundario del transformador de medida está vinculado con el equipo receptor y las pérdidas que pueden suponer el transmitir la señal de medida entre el transformador y el equipo receptor. Las salidas de secundario más habituales son X/5 A ó X/1 A. También existen los transformadores eficientes, como los MC1 y MC3, con un secundario X/250 mA.

Potencia

Es un parámetro importante. En el transformador, la corriente de primario tiene que inducir en el secundario la potencia necesaria para poder transmitir la corriente de secundario al equipo de medida. La potencia inducida tiene que ser igual o superior a las pérdidas de la línea más las del propio consumo del equipo de medida.

La potencia perdida por calentamiento debido al paso de la corriente por el cableado del circuito secundario del transformador es:

potencia perdida por calentamiento

donde IS es la corriente de secundario y RL es la resistencia del cable, esta se calcula con la resistividad del conductor (para cobre es igual a 1/56 Ω∙mm²/m), L es la longitud del cableado (ida + retorno) y s es la sección de cable.

 

Figura 2. Perdidas en cableado de medida según longitud total y sección en transformador con secundario X/5A

Figura 2. Perdidas en cableado de medida según longitud total y sección en transformador con secundario X/5 A

 
Figura 3. Perdidas en cableado de medida según longitud total y sección en transformador con secundario X/1A

Figura 3. Perdidas en cableado de medida según longitud total y sección en transformador con secundario X/1 A

 

Como podemos ver, las perdidas en con un transformador con secundario X/1 A es 25 veces inferior a la de un transformador X/5 A. Respecto a un transformador eficiente MC la diferencia es de 400 veces inferior.

Precisión

El tipo de precisión o clase que puede tener un transformador de corriente está establecido por la norma IEC 61869. En ella establece los porcentajes de error máximos de amplitud como de desfase según respecto al %In que puede presentar el transformador de medida.

El tipo de precisión o clase que puede tener un transformador de corriente está establecido por la norma IEC 61869

 

Tipos de transformadores

Nombre  Imagen   Tipo   Rango mín/max  Salida
TC  TC Transformadores de Corriente
de perfil estrecho   
40 A-4000 A  X/5 A ó X/1 A
TCH   TCH Transformadores de Corriente
de alta precisión
  
50 A-4000 A  X/5 A ó X/1 A 
TP   TP  Transformadores de Corriente
de Núcleo Partido  
50 A-6000 A   X/5 A ó X/1 A 
STP-24 FN-elegir-trafo-stp-24  Transformadores de Corriente
tipo pinza núcleo partido
100 A-300 A  .../1 A, .../5A, .../250mA 
TM 45,
TA 210 
TM 45, TA 210  Transformadores de Corriente
con primario BOBINADO   
1 A-50 A
5 A-400 A 
X/5 A ó X/1 A
 MC  MC   Transformadores de Corriente
de alta eficiencia
50 A-2000 A   .../250 mA

 

Àlex Àvila – Product Manager
Francesc Fornieles – Product Manager 

 

Más información: Transformadores de corriente

 

 


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