¿Por qué las corrientes secundarias nominales de los transformadores de corriente (TC) equipados con medidores eléctricos son casi siempre de 5A (o 1A)?

¿Por qué las corrientes secundarias nominales de los transformadores de corriente (TC) equipados con medidores eléctricos son casi siempre de 5A (o 1A)?

En los sistemas eléctricos, los dispositivos de medición, como los medidores eléctricos, normalmente deben conectarse a circuitos de alta tensión o alta corriente mediante transformadores de corriente (TC). Una norma común es que los parámetros de interfaz de los medidores eléctricos y la corriente secundaria nominal de sus TC correspondientes sean casi siempre de 5A (o 1A). Este artículo profundizará en las razones detrás de esta norma y, junto con las marcaciones de parámetros habituales en los medidores eléctricos, explicará cómo seleccionar correctamente el transformador de corriente correspondiente.

1. Interpretación de los parámetros de los transformadores de corriente

Los parámetros del transformador de corriente admitidos por el medidor suelen estar marcados en el medidor, como 0.25-5(6)A, 0.015-1.5(6)A, 0.25-5(80)A, 0.25-5(100)A, etc. Estos parámetros identifican el rango de funcionamiento y los requisitos técnicos al conectarse a un TC externo. Estos parámetros identifican el rango de funcionamiento y los requisitos técnicos del medidor cuando se conecta a un TC externo:
Tomemos 0.015-1.5(6)A como ejemplo:
* Corriente de arranque (0.015): la corriente mínima de 15mA que el medidor puede medir con precisión.
* Corriente básica Ib(1.5): el valor de corriente nominal del medidor de energía es 1.5A, y el nivel de precisión del medidor de energía puede garantizarse cuando funciona con esta corriente.
* Corriente máxima Imax(6): la corriente máxima que el medidor puede soportar de forma segura y continua sin daños, 6 A. Esto está cubierto en la especificación IEC/EN 62053 para medidores eléctricos.

2. Cómo seleccionar el transformador de corriente (TC) correcto según los parámetros

Deben seguirse dos principios básicos al seleccionar un transformador de corriente correspondiente: la correspondencia de la corriente secundaria y el dimensionamiento de la corriente primaria.

Correspondencia de la corriente secundaria nominal (clave)

La corriente secundaria nominal del TC debe coincidir con la corriente básica Ib del medidor de energía.
– Para medidores con parámetros 0.25-5(6)A, 0.25-5(80)A, 0.25-5(100)A, se necesita un transformador de corriente con una corriente secundaria nominal de 5A.
– Para medidores de energía con parámetros 0.015-1.5(6)A (utilizados en escenarios específicos, aunque la corriente básica no sea el estándar de 5A/1A), se necesita equipar un TC con una corriente secundaria nominal de 1.5A (estos son menos comunes y normalmente siguen el estándar de 5A o 1A).

Selección de la corriente primaria nominal y la relación de transformación

La corriente primaria nominal del TC (que determina la relación de transformación, por ejemplo, 100/5A, 500/5A, 100/1A) debe seleccionarse de acuerdo con la corriente de carga del circuito primario real. El principio de selección consiste en hacer que la corriente de carga real en funcionamiento normal esté cerca de la corriente primaria nominal del TC. Según la norma IEC/EN 61869, 1.2 veces la corriente primaria nominal también se ajusta a la precisión nominal del producto, por lo que se puede garantizar la mejor precisión de medición.
Por lo tanto, para medidores de energía con parámetros de 0.015-1.5(6)A, la mejor correspondencia es un transformador de corriente (TC) con una salida secundaria nominal de 1A.
Si le interesa la medición de corrientes pequeñas y no tiene requisitos altos de precisión y rango de medición, también puede elegir un transformador de corriente (TC) con una salida secundaria nominal de 100mA.

3. ¿Por qué 5A (o 1A) se ha convertido en el estándar de la industria?

Volviendo a la pregunta central del artículo, ¿por qué la industria ha adoptado generalmente 5A o 1A como corriente secundaria estándar para los TC? La razón es una combinación de rendimiento, estandarización y seguridad:
Requisitos de rendimiento y razones históricas
Los primeros medidores de energía electromecánicos y relés de protección requerían cierta cantidad de energía física (potencia) para accionar los componentes mecánicos. La corriente de 5A proporcionaba una señal y una potencia suficientemente fuertes para garantizar el funcionamiento fiable y preciso de estos dispositivos. Las señales de corriente en el rango de miliamperios son demasiado débiles, susceptibles a interferencias e incapaces de accionar dispositivos antiguos.
Estandarización e intercambiabilidad global
5A está establecido como el estándar global para la industria eléctrica, lo que garantiza que los dispositivos de distintos fabricantes y países sean fácilmente compatibles e intercambiables, simplificando enormemente el diseño, la fabricación y el mantenimiento del sistema.
Equilibrio entre seguridad y economía
El objetivo principal de seguridad del TC es aislar los circuitos de alta tensión y alta corriente de los circuitos de medición de baja tensión. La corriente secundaria relativamente baja de 5A reduce el riesgo operativo. Al mismo tiempo, los 5A logran un buen equilibrio entre los costos de cableado, los requisitos de sección transversal del conductor y la pérdida de potencia. Cuando se requieren largas distancias de cableado, se utiliza el estándar de 1A para reducir aún más las pérdidas de línea (las pérdidas a 1A son solo el 4% de las de 5A).
En resumen, la selección de 5A (o 1A) como corriente secundaria estándar para los TC es el resultado de prácticas de ingeniería que optimizan el rendimiento, el costo, la compatibilidad histórica y la fiabilidad operativa.