Per què no es pot fer un curcuit curt a la VT i obrir la CT Explicat

Tots sabem que un transformador de tensió (VT) no hauria de funcionar en curtcircuït, mentre que un transformador de corrent (CT) no hauria de funcionar amb el circuit obert. El curtcircuït d'un VT o l'obertura del circuit d'un CT poden endegar el transformador o crear condicions perilloses.

D'un punt de vista teòric, tant els VTs com els CTs són transformadors; la diferència està en els paràmetres que estan dissenyats per mesurar. Així doncs, malgrat ser fonamentalment el mateix tipus d'aparell, per què es prohibeix l'operació en curtcircuït d'un i l'altre no pot estar amb el circuit obert?

En operació normal, la bobina secundària d'un VT funciona en una condició propera al circuit obert amb una impedància de càrrega (ZL) molt alta. Si el circuit secundari es curtcircuita, ZL cau gairebé a zero, causant un corrent de curtcircuït massiu. Això pot destruir l'equipament secundari i posar riscos seriosos de seguretat. Per protegir-se contra això, un VT pot tenir fusibles instal·lats al seu costat secundari per evitar danys per curtcircuït. On sigui possible, també s'haurien d'instal·lar fusibles al costat primari per protegir el sistema d'alta tensió de falles en la bobina d'alta tensió del VT o en les connexions.

En canvi, un CT opera amb una impedància (ZL) molt baixa al costat secundari, efectivament en un estat de curtcircuït durant l'operació normal. El flux magnètic generat pel corrent secundari s'oposa i cancel·la el flux del corrent primari, resultant en un corrent d'excitació net molt petit i un flux de nucli mínim. Així, la força electromotriu (EMF) induïda a la bobina secundària és típicament només uns quants volts.

No obstant això, si el circuit secundari s'obre, el corrent secundari cau a zero, eliminant aquest efecte desmagnetitzador. El corrent primari, inalterat (ja que ε1 roman constant), es converteix totalment en corrent d'excitació, causant un increment dramàtic del flux de nucli Φ. El nucli es saturarà ràpidament. Atès que la bobina secundària té moltes voltes, això resulta en una tensió molt alta (possiblement arribant a diversos milers de volts) entre els terminals secundaris oberts. Això pot trencar l'aïllament i posar un risc greu a les persones. Per tant, un circuit secundari obert en un CT està absolutament prohibit.

Tant els VTs com els CTs són transformadors en principi—els VTs estan dissenyats per transformar la tensió, mentre que els CTs transformen la corrent. Així doncs, per què un CT no pot estar amb el circuit obert mentre que un VT no pot estar en curtcircuït?

En operació normal, les EMFs induïdes ε1 i ε2 romanen essencialment constants. Un VT està connectat en paral·lel amb el circuit, operant a alta tensió i corrent molt baix. El corrent secundari també és extremadament petit, gairebé zero, formant una condició equilibrada amb la impedància quasi infinita d'un circuit obert. Si el secundari es curtcircuita, ε2 roman constant, forçant el corrent secundari a augmentar dràsticament, escalfant la bobina secundària.

De manera similar, per a un CT connectat en sèrie amb el circuit, opera a corrent alt i tensió molt baixa. La tensió secundària és gairebé zero en condicions normals, formant un estat equilibrat amb una impedància quasi zero (curtcircuït). Si el circuit secundari s'obre, el corrent secundari col·lapsa a zero, i tot el corrent primari es converteix en corrent d'excitació. Això causa un augment ràpid del flux magnètic, conduint el nucli a una saturació profunda i potencialment destruint el transformador.

Així, encara que tots dos són transformadors, les seves diferents aplicacions porten a restriccions operatives completament diferents.