TRANSFORMADORES DE MEDICION

Los transformadores de medición son muy utilizados por las ventajas que trae ya que si se desea realizar mediciones a magnitudes grandes (corriente y tensión) se requeriría de equipos robustos, muy costosos y a la vez peligrosos sabiendo que van a estar constantemente manipulados por las personas.

Lo que realizan los transformadores de medición es disminuir las magnitudes nominales a valores proporcionales menores a estas en los que se pueda trabajar con instrumentos de medición o de protección de bajo alcance. Separan eléctricamente el circuito medido de los aparatos de medición pudiendo también ubicarlos en lugares muy distantes al circuito medido.

Transformadores de corriente

Convierten una intensidad de corriente alterna elevada en una proporcional más pequeña, su tipo de conexionado es en serie con la carga, la relación es inversa con el número de vueltas de las bobinas:

2

1

1

2

N

N

I

I=

Fig: transformadores de corriente

Por el uso que tienen se pueden clasificar en:

Transformadores de medida

Transformadores de protección

A) Transformadores de medida.- Como se indica, estos son utilizados para conectar en estos aparatos para realizar monitoreos (mediciones) a un circuito con corrientes elevadas. Se caracterizan por su precisión y por sobre saturarse con intensidades moderadas. De esta los instrumentos de medida ven atenuado el efecto que altas intensidades pueden tener sobre ellos.

B) Transformadores de protección.- Son utilizados para conectar en éstos instrumentos que garanticen la protección del circuito, generalmente se conectan los relés de protección.

Son muy ventajosos ya que separan eléctricamente a los devanados primario y secundario además como ya se trabaja con corrientes menores la sección de cable a utilizar es también menor.

Su funcionamiento esta basado en los amperios vuelta: los amperios vuelta deben de ser iguales tanto en el primario como en el secundario.

2211 .. NINI =

A mayor número de espiras menor será el amperaje.

Si 21 φφφ −=r

Este flujo genera una inducción magnética que genera la fuerza electromotriz E2 que hace circular una corriente I2 por la espira, que es la corriente que medimos.

Los instrumentos que se conectan al transformador de corriente tienen impedancias muy pequeñas (amperímetros, vatímetros, etc.) y prácticamente el secundario trabaja en corto circuito.

Algo que se debe de tomar muy en cuenta es que nunca se debe dejar abierto el lado secundario del transformador de corriente, ya que se inducen

en sus terminales tensiones altas además de ocasionar recalentamiento en el TC. Lo que se debe hacer es que si no se va a poner ningún aparato de medición se deben cortocircuitar los terminales del TC.

Fig: Símbolos de TC

Las intensidades en el secundario están ya normalizadas, existen TC de 5A y de 1A.

En los catálogos de TC los fabricantes nos dan los siguientes datos :

-La potencia de la carga (burden) que es la potencia que consumen todos los elementos conectados al secundario del TC. Para comprar un TC antes debemos de saber cuanto va a ser el burden que este va a soportar y luego buscar en los catálogos.

-El peso del TC.

-La clase del TC. Indica el tanto por ciento del máximo error que se origina en la medición. Las clases de precisión están normalizadas a continuación se muestra una tabla con las clases existentes.

Clases de precisión para medición transformadores de corriente y potencial Norma USAS C57.13 0,3 0,6 1,2

Norma IEC 0,2 0,5 1,0 3,0 Sian norma 2,4 4,8

Para la norma IEC:

Podemos alterar la relación de transformación que tiene un TC aumentado el número de vueltas al lado primario de la siguiente forma:

Transformadores de tensión

Convierten una tensión alterna elevada en una tensión proporcional más pequeña para poder realizar mediciones, su tipo de conexionado es en paralelo con la carga.

Su relación de transformación es directamente proporcional con la relación del número de vueltas de las bobinas:

2

1

2

1

N

N

V

V=

Fig: transformador de tensión

Al contrario del TC aquí las cargas del transformador de corriente son de impedancias muy altas es por esta razón que el transformador no consume mucha corriente ya que prácticamente trabaja en vacio.

Aquí la tensión secundaria esta normalizada en 100V para tensiones compuestas y en 57.74V para tensiones simples.

Fig: conexionado de transformadores de tensión

Los transformadores deben de estar protegidos con fusibles para evitar que los corto circuitos dañen a los instrumentos.

La norma CEI especifica que la clase o precisión debe mantenerse cuando la tensión que se aplica en el arrollamiento primario se encuentre comprendido en un rango que va del 80% al 120% de la tensión primaria nominal, además debe mantenerse dicha precisión cuando la carga conectada al secundario del transformador este comprendida entre el 25% y el 100% de la carga nominal y con un factor de potencia de 0.8 inductivo.

Aquí también influye el burden del lado secundario los transformadores de tensión ya que tienen un limite de carga que pueden soportar esto porque la corriente que debe de absorberse debe ser mínima porque pasado este limite el transformador empieza a recalentarse y a cometerse errores grandes en las mediciones.

Para tensiones demasiado grandes existen los transformadores de tensión capacitivos que no son otra cosa que los transformadores comunes pero se le agrega un divisor de tensión capacitivo para reducir el voltaje.

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Actualmente para ahorrar espacio y dinero usamos transformadores de tensión y de corriente pero juntos dentro de una misma estructura llamada TRAFOMIX.

Como dijimos un trafomix es una unidad que contiene transformadores de tensión y de corriente (2 o 3 de cada tipo) inmersos en aceite, pueden ser multirrelación en tensión.