Transformadores de Medida e Intensidad: Funcionamiento, Tipos y Aplicaciones Esenciales
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Introducción a los Transformadores de Medida
¿Qué es un transformador de medida y cuántos tipos existen?
Es aquel cuyo bobinado primario está bajo la aplicación de la magnitud y su bobinado secundario está conectado al instrumento de medida correspondiente. Hay dos tipos:
- Transformador de intensidad de corriente
- Transformador de tensión
¿Cuáles son sus aplicaciones?
- Permiten ampliar el campo de medida de un instrumento de corriente alterna (CA).
- Separan eléctricamente los instrumentos de medida del circuito principal (donde se desea medir alguna magnitud).
- Hacen posible la instalación de los instrumentos de medida a cierta distancia del circuito principal.
Transformadores de Intensidad
¿Cómo se conectan?
La bobina primaria se conecta al circuito principal y la secundaria se conecta a un amperímetro, a la bobina de intensidad de un vatímetro o a la bobina de intensidad de un medidor de energía.
¿Qué sucede cuando los bornes del secundario quedan abiertos?
El flujo total (Φt) es igual al flujo primario (Φ1), lo cual ocasiona lo siguiente:
- En el primario hay tensiones elevadas que pueden resultar peligrosas.
- El núcleo del transformador se calienta y puede llegar a destruirse.
- Una magnetización remanente puede provocar que el transformador no funcione correctamente.
Características de los Transformadores de Intensidad
Relación de Transformación
Se define como la relación entre la corriente primaria (I1) y la corriente secundaria (I2). La corriente secundaria está normalizada en 5A. Matemáticamente: K = I1 / I2.
Potencia Nominal
Se expresa en voltiamperios (VA). Es la potencia con la que se puede cargar un transformador sin que su precisión sea afectada.
Intensidad Límite Térmica
Es la máxima intensidad en el primario que el bobinado puede soportar durante 1 segundo. Se expresa en kA y cumple la relación: Iter = 100 * In; siendo In la corriente nominal primaria.
Intensidad Límite Dinámica (Primaria)
Es la máxima corriente que puede soportar un transformador sin sufrir deformaciones. Se expresa en kA. La relación es: Idin = 250 * In; siendo In la corriente nominal primaria.
Conexión de los Transformadores de Intensidad
Conexión a Tierra del Secundario en un Sistema Trifásico con 3 Transformadores Independientes
Es importante no olvidar la conexión a tierra del secundario, debido a que si existiera un cortocircuito entre el primario y el secundario, esto evita que se produzca un accidente con las personas o con los demás instrumentos de la instalación.
Clasificación de los Transformadores de Intensidad
Transformador de Intensidad de Barra
El conductor primario atraviesa el transformador en línea recta sin formar espiras. Su campo de aplicación es para corrientes elevadas.
Transformador de Intensidad Rectangular
Es un transformador de intensidad para pequeñas intensidades de corriente, resistente a sobrecargas y a cortocircuitos, y con pequeños errores de medida. Se pueden construir con aislamiento seco hasta 6 kV y con aislamiento de aceite hasta 60 kV.
Transformador de Intensidad de Tenaza (Pinza Amperimétrica)
Se usan para ampliar los rangos de medida de intensidad de aparatos de medida portátiles, realizando las mediciones sin interrupción del circuito. Consta de un núcleo rectangular dividido en dos partes que puede abrirse y cerrarse mediante un resorte. El devanado primario lo constituye el propio conductor sometido a medida, mientras que el secundario está arrollado en la tenaza.
Tipos de Aislamiento en Transformadores de Intensidad
Transformador con Aislamiento de Masa Sólida
El transformador está sumergido dentro de una resina aislante que, al enfriarse, se endurece, dando como resultado un transformador insensible a la humedad. Se usa en transformadores de línea y en laboratorio, con tensiones de servicio hasta 10 kV.
Transformador con Aislamiento de Aceite
El transformador se introduce en un soporte hueco de porcelana lleno de aceite especial. Se usa con transformadores de línea con tensiones de servicio hasta 500 kV.