Diferencias fundamentales entre los transformadores de corriente (CT) y los transformadores de tensión (VT)

I. Función y método de conexión

La diferencia principal radica en su función y en cómo se conectan al circuito de potencia:

• Transformador de corriente (TC) — conectado en serie para la medición de corriente: Un TC debe conectarse en serie con el circuito de potencia primario. Con muy pocas espiras en el primario (a veces solo una sola barra de cobre pasante o un pasamuros), la corriente de plena carga de la línea fluye a través del devanado primario. La corriente primaria está determinada enteramente por la carga del sistema externo y es independiente de la condición del lado secundario.

Transformador de corriente tipo pilar con aislamiento moldeado

• Transformador de tensión (TT/TV) — conectado en paralelo para la medición de tensión: Un TT debe conectarse en paralelo entre fases o entre fase y tierra en la barra colectora o línea. Su devanado primario tiene un gran número de espiras con un calibre de alambre fino y está sometido a la tensión completa del sistema. La tensión primaria está determinada por la red eléctrica.

• Regla cardinal: En resumen, el TC se conecta en serie para la medición de corriente; el TT se conecta en paralelo para la medición de tensión. Intercambiar sus métodos de conexión es una violación absoluta que nunca debe ocurrir.

II. Estado de operación y prohibiciones de seguridad fatales

Debido a sus métodos de conexión fundamentalmente diferentes, sus estados normales de operación son diametralmente opuestos, lo que da lugar a prohibiciones de seguridad estrictamente aplicadas:

• TC — estado de casi cortocircuito con prohibición de circuito abierto: En condiciones normales de operación, los instrumentos conectados al secundario del TC presentan una impedancia muy baja, manteniendo el lazo secundario en un estado cerrado de casi cortocircuito. Por lo tanto, el secundario del TC nunca debe abrirse mientras esté energizado. Si se abre el circuito secundario, toda la corriente primaria se desvía hacia la magnetización, provocando que el núcleo se sature rápidamente con un magnetismo residual severo. Luego se induce un pico de tensión agudo en el devanado secundario, alcanzando varios miles o incluso decenas de miles de voltios, lo que puede perforar el aislamiento, destruir el equipo y representar una amenaza letal para el personal de operación.

• TT — estado de casi vacío con prohibición de cortocircuito: El secundario del TT está conectado a bobinas de tensión de alta impedancia, por lo que en condiciones normales de operación funciona en un estado de casi vacío. Por lo tanto, el secundario del TT nunca debe cortocircuitarse mientras esté energizado. Debido a que la impedancia interna del secundario del TT es muy baja, un cortocircuito en el lado secundario producirá instantáneamente una corriente de cortocircuito decenas de veces el valor nominal, quemando directamente los devanados del transformador.

Transformador de tensión de protección contra puesta a tierra monofásica para interior

• Reglas prácticas de seguridad: Antes de trabajar en un TC, primero se deben cortocircuitar los terminales secundarios antes de desconectar cualquier cable. Antes de trabajar en un TT, primero se debe desconectar la carga secundaria y verificar la ausencia de tensión. Estas dos reglas son principios fundamentales de seguridad que todo el personal de operación y mantenimiento de potencia debe memorizar.

III. Diseño estructural, clasificación de precisión y no intercambiabilidad

Las diferencias en la construcción interna, los sistemas de precisión y la intercambiabilidad son igualmente pronunciadas:

• Apariencia física y estructura interna: Un TC tiene pocas espiras primarias con un conductor grueso, un tamaño relativamente compacto y a menudo una ventana visible para el conductor primario. Un TT tiene muchas espiras primarias con un conductor fino, y su pasamuros de porcelana tiende a ser más largo en clasificaciones de tensión más altas para aumentar la distancia de fuga.

• Clasificación de precisión: Las clases de precisión de medición de TC (por ejemplo, 0.2S, 0.5S) se centran en el error de relación y el desplazamiento de fase en un amplio rango de corriente, mientras que las clases de protección de TC (por ejemplo, 5P, 10P) enfatizan el factor límite de precisión (ALF) y el error compuesto bajo condiciones de cortocircuito. Las clases de precisión de TT (por ejemplo, 0.2, 0.5) se centran en el error de relación de tensión y el desplazamiento de fase a la tensión nominal.

• Consecuencias de utilizar un TC como TP: Si un TC se conecta erróneamente en paralelo a una línea de alta tensión como un TP, sus muy pocas espiras primarias absorberán una corriente de magnetización extrema, provocando que el núcleo se sature tan severamente que el dispositivo podría explotar instantáneamente.

• Consecuencias de utilizar un TP como TC: Si un TP se conecta erróneamente en serie con el circuito principal como un TC, su bobinado fino no puede soportar la alta corriente y se sobrecalentará severamente hasta quemarse. Ambos dispositivos son absolutamente inintercambiables bajo ninguna circunstancia.

Resumen

Los transformadores de corriente (TC) y los transformadores de tensión (TP/TT) son ambos dispositivos de sensado fundamentales en el sistema eléctrico; sin embargo, presentan tres características distintivas en la práctica: corriente en serie frente a tensión en paralelo, prohibiciones de seguridad opuestas y construcción fundamentalmente diferente.

• Principio de conexión: El TC se conecta en serie con el circuito principal para la medición de corriente; el TP se conecta en paralelo a través del juego de barras para la medición de tensión.
• Reglas de seguridad: El secundario del TC nunca debe abrirse (previene una ruptura dieléctrica letal de alta tensión); el secundario del TP nunca debe cortocircuitarse (previene la quema por sobrecorriente).
• Principio fundamental en ingeniería: Su construcción e impedancia son fundamentalmente diferentes; son absolutamente inintercambiables.

En la práctica de ingeniería, estas reglas de operación y mantenimiento son esenciales para el funcionamiento fiable de los equipos, la seguridad del personal y la estabilidad de la red eléctrica.

Editado desde: Garca