Qué es un transformador de medida: tipos y diferencias

Sabemos que las tensiones y corrientes dentro de un sistema eléctrico son muy grandes. Por esta razón, las tensiones y magnitudes elevadas no pueden medirse directamente. Por eso necesitamos instrumentos de medición con un alto rango de medición u otra técnica como la utilización de la propiedad de convertir las corrientes y tensiones en corriente alterna. Se utiliza un transformador para reducir la corriente o la tensión cuando se conoce la relación de giro, tras lo cual se determina la magnitud reducida utilizando el rango habitual del aparato. La magnitud única se decide simplemente multiplicando el resultado por la relación de conversión. Este tipo de transformador con una relación de giro precisa se conoce como transformador instrumental. Este artículo ofrece una visión general del transformador instrumental y su funcionamiento.

¿Qué es un transformador instrumental?

Definición: Un transformador utilizado para medir magnitudes eléctricas como la corriente, la tensión, la potencia, la frecuencia y el factor de potencia se conoce como transformador de medida. Estos transformadores se utilizan principalmente con relés para proteger el sistema eléctrico.

El Finalidad del transformador de medida es reducir la tensión y la corriente del sistema de CA, ya que el nivel de tensión y corriente en un sistema eléctrico es extremadamente alto. Por esta razón, el diseño de instrumentos de medición de alta tensión y corriente es difícil y caro. En general, estos instrumentos están diseñados principalmente para 5 A y 110 V.

La medición de magnitudes eléctricas de alto nivel puede realizarse mediante un dispositivo llamado transformador de medida. Estos transformadores desempeñan un papel esencial en los sistemas eléctricos actuales.

Tipos de transformadores de medida

Los transformadores de medida se clasifican en dos tipos, como

• Transformador de corriente
• Transformador de potencial

Transformador de corriente

Este tipo de transformador puede utilizarse en sistemas de potencia para bajar la tensión de un nivel alto a un nivel bajo con la ayuda de un amperímetro de 5A. Este transformador consta de dos devanados: el primario y el secundario. La corriente en el devanado secundario es proporcional a la corriente en el devanado primario, ya que genera corriente en el devanado secundario. El esquema de un transformador de corriente típico se muestra en la figura siguiente.

En este transformador, el devanado primario consta de unas pocas bobinas y está conectado en serie con el circuito de potencia. Por tanto, es un transformador en serie. Asimismo, el devanado secundario está formado por un número de espiras y se conecta directamente a un amperímetro porque éste tiene una pequeña resistencia.

Por lo tanto, el devanado secundario de este transformador funciona casi en condiciones de cortocircuito. Este devanado consta de dos terminales, uno de los cuales está conectado a tierra para evitar la enorme corriente. De este modo, se reducirán las posibilidades de rotura del aislamiento para proteger al operario de la alta tensión.

El devanado secundario de este transformador en el circuito anterior se cortocircuita antes de desconectar el amperímetro con la ayuda de un interruptor para evitar una alta tensión en el devanado.

Transformador de potencial

Este tipo de transformador puede utilizarse en los sistemas de alimentación para bajar la tensión de un nivel alto a otro más bajo con la ayuda de un pequeño voltímetro de 110 a 120 voltios. A continuación se muestra un diagrama típico de un transformador de potencial.

Este transformador consta de dos devanados como un transformador normal: el primario y el secundario. El devanado primario del transformador consta de un número de espiras y está conectado en paralelo al circuito. Por eso se llama transformador paralelo.

Al igual que el devanado primario, el devanado secundario consta de un número menor de espiras y se conecta directamente a un voltímetro porque tiene una enorme resistencia. Por lo tanto, el devanado secundario funciona aproximadamente en circuito abierto. Uno de los terminales de este devanado está conectado a tierra para mantener la tensión con respecto a la tierra y proteger al operario de la alta tensión.

Diferencia entre transformador de corriente y transformador de potencial

La diferencia entre transformador de corriente y transformador de potencial se ilustra a continuación.

Transformador de corriente (TC)	Transformador de potencial (PT)
Este transformador puede conectarse en serie con el circuito de potencia	La conexión de este transformador puede hacerse en paralelo con el circuito de potencia
El devanado secundario se conecta a un amperímetro	El devanado secundario se conecta a un voltímetro
El diseño de éste puede realizarse mediante una laminación de acero al silicio.	El diseño de éste puede realizarse utilizando acero de alta calidad que funcione a baja densidad de flujo
El devanado primario de este transformador transporta la corriente.	El devanado primario de este transformador transporta la tensión
Incluye un número menor de vueltas	Incluye un determinado número de revoluciones
El devanado secundario de este transformador funciona en condiciones de cortocircuito.	El devanado secundario de este transformador funciona en condiciones de circuito abierto.
La corriente primaria depende principalmente del flujo de corriente dentro del circuito de alimentación	La corriente primaria depende principalmente de la carga secundaria.
La ruptura del aislamiento puede evitarse conectando a tierra el devanado secundario de este transformador.	El devanado secundario puede conectarse a tierra para proteger al operario de la alta tensión
El rango de este transformador es de 1A o 5A	El alcance de este transformador es de 110v
La relación de este transformador es alta	Esta relación de transformación es baja
La entrada de este transformador es de corriente constante	La entrada de este transformador es de tensión constante
Este tipo de transformador se clasifica en dos tipos: de núcleo enrollado y de núcleo cerrado.	Este tipo de transformador se clasifica en dos tipos: electromagnético y de condensador de tensión
La impedancia de este transformador es baja	La impedancia de este transformador es alta
Estos transformadores se utilizan para medir la corriente, la potencia, controlar el funcionamiento de la red y los relés de protección.	Estos transformadores se utilizan para medir, hacer funcionar los relés de protección y las fuentes de energía.

Ventajas e inconvenientes de los transformadores de medida

Las ventajas de los transformadores de medida son

• Estos transformadores utilizan un amperímetro y un voltímetro para medir corrientes y tensiones elevadas.
• Mediante estos transformadores, se pueden accionar diversos dispositivos de protección, como relés o pilotos.
• Los transformadores instrumentales son menos costosos.
• Las piezas dañadas se pueden sustituir fácilmente.
• Estos transformadores proporcionan aislamiento eléctrico entre los instrumentos de medida y los circuitos de alimentación de alta tensión. Así, se pueden reducir los requisitos de aislamiento eléctrico en los circuitos de protección y en los instrumentos de medida.
• Con este transformador se pueden conectar varios instrumentos de medida a un sistema de alimentación.
• Debido al bajo nivel de tensión y corriente, los circuitos de protección y medición consumen poca energía.

El único inconveniente de los transformadores de medida es que sólo pueden utilizarse para circuitos de corriente alterna, pero no para circuitos de corriente continua

Pruebas de los transformadores de medida

Los transformadores de medida, como los TC o transformadores de corriente, desempeñan un papel esencial en la supervisión y protección de los sistemas eléctricos. Estos tipos de transformadores de medida se utilizan principalmente para cambiar la forma de la corriente en un secundario reducido mediante relés, contadores, dispositivos de control y otros instrumentos.

La comprobación de un transformador de medida es esencial cuando se producen errores de medición, de mezcla de conexiones y de protección, ya que, de lo contrario, el alto grado de precisión puede reducirse drásticamente. Al mismo tiempo, se producen cambios eléctricos dentro de un transformador de corriente.

Por estas razones, los transformadores de corriente y los dispositivos conectados a ellos deben ser revisados y ajustados a intervalos normales. Para garantizar la precisión y la fiabilidad óptima del servicio, estos transformadores se someten a determinadas pruebas eléctricas, como la relación, la polaridad, la excitación, el aislamiento, el bobinado y la carga.

PREGUNTAS FRECUENTES

1). ¿Qué son el TC y el PT en el transformador de medida?

El transformador de corriente (TC) y el transformador de potencial (TP) son dispositivos de medida utilizados en los sistemas de corriente alterna

2). ¿Cuál es la función de un transformador de medida?

Estos transformadores se utilizan para medir y proteger los equipos

3). ¿Qué se entiende por kVA en los transformadores?

El kVA significa Kilovolt-amp y es una unidad de potencia aparente, 1 kVA = 1000VA

4). ¿Por qué se utiliza el transformador de corriente?

Este tipo de transformador se utiliza para multiplicar o reducir una corriente alterna

5). ¿Cuál es la ventaja de un transformador de medida?

Este transformador proporciona aislamiento eléctrico entre los circuitos, como los dispositivos de medición y alimentación de alta tensión, para reducir la necesidad de aislamiento eléctrico.

He aquí, pues, una visión general de los transformadores de medida. Son dispositivos eléctricos de alta precisión, utilizados principalmente para aislar y transformar niveles de corriente o tensión. El devanado primario del transformador puede conectarse al circuito de alta tensión o de alta corriente y el relé o contador se conecta al circuito secundario. Estos transformadores también se utilizan como transformadores de aislamiento utilizando las magnitudes secundarias en cADENA DE FASES sin afectar a otros dispositivos. Aquí tienes una pregunta: ¿cuál es la finalidad principal del transformador de medida?