Descubre cómo los transformadores para instrumentos desempeñan un papel crucial en la medición precisa y segura de tensión y corriente en sistemas eléctricos. Aprende más sobre los tipos, funciones e importancia de estos sensores eléctricos esenciales.

Transformadores para instrumentos para mediciones eléctricas precisas

Los transformadores para instrumentos, también conocidos como sensores de tensión y corriente, juegan un papel fundamental en la medición precisa y segura de cantidades eléctricas como tensión y corriente en sistemas eléctricos.

Estos dispositivos están diseñados para replicar las condiciones reales del sistema eléctrico, reduciendo la magnitud de las cantidades eléctricas medidas sin alterar su naturaleza, forma o frecuencia. Además, proporcionan aislamiento galvánico entre el circuito primario y el secundario, garantizando la seguridad de los equipos y operadores.

Función de los transformadores para instrumentos:

La función principal de los transformadores para instrumentos es permitir la medición precisa de las cantidades eléctricas en un sistema eléctrico. Reducen la tensión o corriente del sistema a niveles adecuados para la medición, asegurando que los instrumentos de medición reciban señales seguras y confiables.

Además, los transformadores para instrumentos juegan un papel importante en el control y protección de los sistemas eléctricos, proporcionando información esencial para dispositivos de monitoreo y control.

Existen varias formas de clasificar los transformadores para instrumentos. Dos clasificaciones comunes son:

1. Transformadores de Potencial (TP) y Transformadores de Corriente (TC):

Esta clasificación se basa en las cantidades eléctricas que se están midiendo. Los TP se utilizan para medir la tensión en un sistema eléctrico, mientras que los TC se utilizan para medir la corriente.

Esta clasificación se refiere a la construcción física de los transformadores para instrumentos. Puede incluir transformadores de potencial inductivos (TPI), transformadores de potencial capacitivos (TPC), transformadores de corriente convencionales, entre otros.

Los transformadores de potencial, también conocidos como transformadores de tensión, están diseñados para medir la tensión en un sistema eléctrico. Reducen la tensión del sistema a un valor adecuado para la medición. Hay dos tipos comunes de TP: inductivos (TPI) y capacitivos (TPC).

– Transformadores de Potencial Inductivos (TPI):

Estos TP utilizan un núcleo ferromagnético y devanados de cobre para realizar la reducción de la tensión. Se utilizan ampliamente para medir tensiones entre 600 V y 69 kV. Los TPI se caracterizan por tener bajas resistencias y reactancias de fuga, corriente de magnetización débil e inducción nominal moderada.

– Transformadores de Potencial Capacitivos (TPC):

Los TPC se emplean para medir tensiones entre 69 kV y 138 kV. Utilizan capacitores para realizar la reducción de la tensión. Cuando se necesita aislar el Objeto Próximo a la Alta Tensión (ONAT), se recomienda el uso de TPC. La elección entre TPI y TPC depende del rango de voltaje y los requisitos específicos de medición.

La instalación de un transformador de potencial se realiza en paralelo con el circuito que se va a monitorear. La fijación de las garras de conexión a los terminales de alta tensión debe hacerse con precisión, utilizando equipos adecuados como llaves de torsión, para garantizar el contacto adecuado entre las garras de medición y el punto energizado. Además, los terminales del secundario de un TP nunca deben corto-circuitarse bajo ninguna circunstancia.

Los transformadores de corriente están diseñados para medir la corriente en un sistema eléctrico. Se conectan en serie con el circuito por el cual fluye la corriente, induciendo una corriente proporcional en el devanado secundario.

Desempeñan un papel importante en la medición y protección de corrientes en sistemas eléctricos. Aquí hay algunos conceptos importantes sobre los TC:

La finalidad de los TC es replicar la corriente primaria del sistema eléctrico en su secundario, pero con una amplitud reducida. Además, aseguran el desacoplamiento de las señales primaria y secundaria, evitando interferencias entre ellas.

Los TC siguen el principio de la transformación electromagnética, donde la corriente primaria induce una corriente proporcional en el secundario. Sin embargo, los TC operan bajo dos condiciones especiales: (i) la corriente primaria es completamente independiente del transformador en sí y (ii) el TC funciona prácticamente en corto-circuito.

Los TC pueden instalarse externamente (en soportes o postes) o internamente, en un refugio o caja adecuada. Se conectan en serie con el circuito a ser energizado, y la conexión del equipo a los terminales de alta tensión debe hacerse con precisión, utilizando equipos adecuados como llaves de torsión, para garantizar el contacto adecuado entre las garras de medición y el punto energizado. Los terminales secundarios de un TC siempre deben estar corto-circuitados y no deben abrirse bajo ninguna circunstancia.

Los TC alimentan instrumentos de medición, protección y control, proporcionando la corriente reducida necesaria para estos dispositivos. Es importante destacar que los TC utilizados en protección tienen una especificación diferente de los TC utilizados en medición, especialmente en relación con la saturación del núcleo en corrientes más altas.

– Representación de la relación de transformación:

La relación de transformación de un TC se representa por un número, indicando cuántas veces se redujo la corriente primaria para obtener la corriente secundaria. Por ejemplo, un TC con una relación nominal de 160:1 significa que la corriente secundaria es 1/160 (aproximadamente 0.00625) de la corriente primaria.

La polaridad del TC se indica de la misma manera que un transformador convencional, siguiendo la convención sustractiva.

Existen diferentes tipos de TCs, dependiendo del rango de corriente a medir y los requisitos específicos:

– Los TCs tienen el primario en serie con el circuito que se desea medir o proteger. Siguen el mismo principio de transformación electromagnética, pero con dos condiciones especiales de funcionamiento: la corriente primaria es independiente del transformador en sí mismo, y el TC funciona prácticamente en corto-circuito.

– Los TCs se clasifican según su relación de transformación, representada por un número, como RTC = 800 – 5A, indicando una relación nominal de 160:1. La polaridad de los TCs se representa como un transformador común, siguiendo la convención sustractiva.

Importancia de los transformadores para instrumentos:

Los transformadores para instrumentos juegan un papel fundamental en la medición precisa y confiable de tensión y corriente en sistemas eléctricos. Permiten el funcionamiento seguro y eficiente de los sistemas eléctricos, proporcionando información esencial para monitoreo, control y protección. Además, su capacidad para aislar el circuito primario del circuito secundario brinda seguridad a los equipos y operadores, evitando el riesgo de descargas eléctricas y daños a los dispositivos de medición.

Los transformadores para instrumentos se utilizan ampliamente en sectores como la energía eléctrica, la automatización industrial, las telecomunicaciones, entre otros, donde la medición precisa y confiable de cantidades eléctricas es esencial para el funcionamiento adecuado de los sistemas.

En resumen, los transformadores para instrumentos desempeñan un papel vital en la medición y protección de sistemas eléctricos, garantizando mediciones precisas y confiables de tensión y corriente. Su capacidad para reducir las cantidades eléctricas a niveles adecuados para la medición, su desacoplamiento entre los circuitos primario y secundario, y su aislamiento galvánico son características cruciales para el funcionamiento seguro y eficiente de los sistemas eléctricos.

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Descubre cómo los transformadores de instrumentos son fundamentales para medir con precisión la tensión y la corriente en sistemas eléctricos.

Transformadores para instrumentos en la medición precisa de tensión y corriente

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