En los sistemas eléctricos modernos, la medición de corriente y voltaje es la base de una operación segura, monitoreo del consumo de energía y protección de relés. Dado que los valores de distorsión de corriente y voltaje en las líneas de transmisión y distribución de alto voltaje suelen ser mucho más altos de lo que los instrumentos de medición y el equipo de protección pueden soportar directamente, es necesario convertir una corriente o voltaje alto en un lado de un transformador de corriente en señales estandarizadas de corriente o voltaje bajo.
En la aplicación práctica, los dos dispositivos más comunes son el transformador de corriente de alto voltaje y los transformadores de voltaje. Aunque ambos son dispositivos de medición de energía, funcionan con un método, función y forma de instalación muy diferentes.
Como proveedor de equipos eléctricos de alto voltaje, recibimos periódicamente consultas de clientes sobre la diferencia entre ambos. Este documento llevará a cabo el análisis detallado del principio de funcionamiento, las características de la función, los escenarios de aplicación, etc.
¿Qué es un transformador de corriente de alto voltaje?
El transformador de corriente de alto voltaje se utiliza principalmente para medir y monitorear la corriente en el sistema eléctrico.
Su función principal es escalar una corriente primaria grande a una señal de corriente pequeña estándar, típicamente:
1A
5A
Esto permite que los instrumentos de medición, dispositivos de protección de relés y sistemas de automatización monitoreen y controlen la corriente de forma segura.
principios de trabajo
El principio de funcionamiento del transformador de corriente de alto voltaje es la inducción electromagnética.
Cuando fluye una gran corriente a través del conductor primario, se genera un flujo magnético en el núcleo de hierro, lo que resulta en una disminución proporcional de la señal de corriente en el devanado secundario.
Por ejemplo:
Corriente principal:
1000A
Sub-salidas:
5A
El instrumento puede calcular la corriente de línea real midiendo la corriente de 5A.
¿Qué es un transformador de voltaje?
Los transformadores de voltaje se utilizan principalmente para medir y monitorear líneas de alto voltaje.
Pueden reducir proporcionalmente el alto voltaje en un lado al voltaje de medición estándar.
Los resultados secundarios comunes incluyen:
100V
110V
Esto permite que los instrumentos y el equipo de protección funcionen de forma segura.
principios de trabajo
El transformador de voltaje es esencialmente un tipo especial de transformador.
El alto voltaje se convierte en salida de bajo voltaje utilizando la relación de vueltas entre el devanado primario y el segundo.
Por ejemplo:
Tensión principal:
10kV
Tensión secundaria:
100V
El sistema de medición calcula la tensión real de la red según la relación de espiras.
¿Cuál es la diferencia principal?
Aunque ambos son transformadores de medida, están siendo medidos por objetos muy diferentes.
Transformador de corriente de alto voltaje que mide parámetros de corriente.
Transformadores de tensión que miden parámetros de tensión.
En breve:
CT Medidas actuales
VT mide voltaje
Ésa es la diferencia fundamental.
Operan de maneras muy diferentes.
Transformador de corriente de alto voltaje:
La superficie principal suele estar conectada a la línea en serie.
La corriente debe pasar a través de un transformador para ser medida.
Por lo tanto:
Muy pocas vueltas en el devanado principal.
Sección transversal de conductor grande
Transformadores de tensión:
La superficie principal está conectada a la línea principal en paralelo.
Su función principal es recoger señales de tensión de línea.
Por lo tanto:
El devanado principal gira más.
La corriente del conductor es pequeña.
Los diferentes métodos de conexión determinan sus diferencias significativas en la estructura de diseño.
Los requisitos de operación del lado secundario son diferentes.
Este es un punto clave en las aplicaciones de ingeniería.
El transformador de corriente no se puede encender.
Cuando el HVCT está funcionando, si el lado secundario está abierto:
El núcleo quedará gravemente saturado.
El lado secundario generará un voltaje altamente peligroso.
Esto puede dañar el equipo.
Esta es una amenaza para la seguridad humana.
Por lo tanto, el lado secundario del transformador de corriente (CT) debe permanecer cerrado.
Los transformadores de voltaje no pueden provocar cortocircuitos.
Lo contrario se aplica a los transformadores de tensión.
Si hay un cortocircuito en el segundo lado:
La corriente aumenta dramáticamente.
Los devanados pueden quemarse.
El equipo puede resultar dañado.
Por lo tanto, es necesario evitar-el funcionamiento del circuito de cortocircuito del segundo lado del transformador de voltaje.
Esta es una de las cuestiones más importantes a considerar al instalar y mantener en el sitio.
¿Cuáles son las diferencias en los escenarios de aplicación?
Aplicación de transformador de corriente de alto voltaje.
Los transformadores de corriente de alta tensión se utilizan ampliamente en:
Subestaciones
Líneas de transmisión
Sistemas de distribución
Sistemas de medición de energía.
Sistemas de protección de relés
Monitoreo de energía industrial
Principalmente responsable del muestreo actual y control de protección.
Aplicación de transformadores de voltaje
Los transformadores de tensión se utilizan ampliamente para:
tensión de red
Medición de energía
Sistemas de protección de voltaje.
Sistemas de control automatizados
Monitoreo de la calidad de la electricidad.
Principalmente responsable del muestreo y protección de voltaje.
Papel en los sistemas de protección de relés
Las subestaciones inteligentes modernas dependen en gran medida de equipos de protección.
Los transformadores de corriente de alto-voltaje proporcionan:
Señales de protección contra sobrecorriente
Señales de protección diferencial
Señales de detección de fallos de cortocircuito-
Los transformadores de voltaje proporcionan:
Señales de protección de subtensión
Señales de protección contra sobretensiones
Señales de medición de frecuencia.
Señales de detección de sincronización
Juntos constituyen todo un sistema de protección.
¿Por qué los sistemas de energía necesitan tanto CT como VT?
Muchos clientes preguntarán:
Dado que ambos pueden medir parámetros eléctricos, ¿por qué no instalar más de un dispositivo?
La razón es que las operaciones del sistema eléctrico requieren acceso simultáneo a:
Datos disponibles
Datos de voltaje
Por ejemplo, la potencia informática requiere:
P=UIcosφ
Sin información de corriente o voltaje, el sistema no puede medir, monitorear y proteger con precisión.
Por lo tanto, los transformadores de corriente de alto-voltaje y los transformadores de voltaje generalmente se usan juntos.
¿Cómo elegir el transformador de instrumentos adecuado?
A la hora de comprar, se recomienda centrarse en lo siguiente:
Transformador de corriente de alto voltaje:
Corriente nominal
Clase de precisión
Capacidad de carga
Clase de aislamiento
Entorno de aislamiento
Para transformadores de tensión:
Tensión nominal
Relación de transformación
Clase de precisión
Estructura de aislamiento
Nivel de voltaje del sistema
Elegir productos que cumplan con los requisitos del proyecto es la clave para garantizar la precisión de las mediciones y la seguridad del sistema.
Conclusión:
Aunque tanto los HVCT como los transformadores de voltaje son dispositivos de medición de potencia, funcionan de maneras muy diferentes. El primero convierte la corriente alta en corrientes de medición estándar, el segundo convierte el alto voltaje en voltajes de medición estándar. Estos dos dispositivos son indispensables en las subestaciones, líneas de transmisión y sistemas de distribución modernos y, en conjunto, brindan soporte de datos confiable para la medición de energía, la protección de relés y el funcionamiento de redes inteligentes. Comprender la diferencia ayuda a los ingenieros y compradores a elegir las soluciones que mejor se adapten a las necesidades de sus proyectos.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la mayor diferencia entre un HVCT y un VCT?
Los transformadores de corriente de alto voltaje se utilizan para medir la corriente y los transformadores de voltaje se utilizan para medir el voltaje. Ésa es la diferencia fundamental.
¿Por qué no se puede abrir el transformador de corriente?
Las aberturas laterales secundarias pueden generar alta presión peligrosa, lo que podría dañar el equipo y poner en peligro al personal.
¿Por qué el transformador de voltaje no puede cortocircuitarse-?
Los cortocircuitos secundarios pueden provocar un fuerte aumento de la corriente y dañar los devanados y los equipos.
¿Se pueden utilizar el transformador de corriente y el transformador de tensión de forma independiente?
Sí, pero en la mayoría de los sistemas de energía, generalmente se usan juntos para una medición y protección completas.
¿Qué industrias utilizan con mayor frecuencia transformadores de alto-voltaje?
Los equipos de transformadores de alto-voltaje se utilizan ampliamente en compañías de energía eléctrica, subestaciones, parques industriales, nuevas plantas de energía, transporte ferroviario y empresas manufactureras-a gran escala.
