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Calculadora de carga de transformador de corriente

Sume el cable y los equipos del secundario de un TC y compare el total con la carga nominal.

Transformador de corriente

Corriente secundaria nominal

Cable y equipos

Resultado

6,66VA

El circuito secundario toma el 133 % de la carga nominal de 5 VA. Por encima de la carga nominal: la clase de precisión no está garantizada. La mayor parte de la carga es el cable: un secundario de 1 A tiene 25 veces menos carga de cable.

Resistencia del cable
0,2064 Ω15 m × 2 conductores, 20 °C
Carga del cable
5,16 VAa 5 A
Carga de los equipos
1,5 VAsegún lo introducido
Carga total
6,66 VA133 % de 5 VA
Impedancia secundaria
0,2664 Ω1,332 V a la corriente nominal
Cable más largo
10,17 msolo ida, a la carga nominal
Factor con la carga real
—introduzca Rct y el factor nominal
Carga del cable con el otro secundario
0,2064 VAcon un secundario de 1 A

Esquema

CTS1S25 A0,206 Ω0,206 Ω15 m2,5 mm²Equipos1,5 VATotal 6,66 VA
Dibujado a partir de los datos de arriba; sin escala.
Fórmulas y normas
S = Isn² × (2 ρ L / A) + Sdevices
ALF' = ALF × (Rct + Rrated) / (Rct + Ractual),   R = S / Isn²

La carga de un transformador de corriente es la potencia aparente que toma su circuito secundario a la corriente secundaria nominal, I² × Z. Los dos conductores del cable añaden 2 × ρ × L / A, con la resistividad del cobre a la temperatura del conductor; medidores y relés añaden la carga que indica su hoja de datos. La calculadora suma cable y equipos aritméticamente, como resistencias, lo que sobrestima algo el total con equipos inductivos.

La IEC 61869-2 especifica el error de relación y de fase de las clases de medida para cargas secundarias entre el 25 % y el 100 % de la carga nominal; la hoja de datos del TC indica el rango exacto. Un TC sobrecargado mide de menos y se satura antes. Para núcleos de protección y el factor de seguridad, la aproximación habitual es ALF' = ALF × (Rct + Rnominal) / (Rct + Rreal): una carga menor eleva el factor, lo que importa en medidores que deben protegerse de las corrientes de falta.

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Cómo funciona la calculadora de carga de transformador de corriente

Un transformador de corriente reproduce la corriente primaria en una corriente secundaria menor, 1 A o 5 A, y la hace circular por todo lo conectado: el cable hasta el cuadro y los medidores, relés o transductores del final. Ese circuito es la carga, expresada en voltamperios a la corriente secundaria nominal. Un TC solo mantiene su clase de precisión mientras la carga permanece dentro de su rango nominal.

La calculadora suma la carga de los dos conductores del cable, I² × 2 ρ L / A con la resistencia del cobre a la temperatura del conductor, a la de los equipos, y compara el total con la carga nominal del TC. También da el cable más largo para la carga nominal y el factor límite de precisión con la carga real.

Por qué el cable es el problema habitual

A 5 A cada ohmio del circuito secundario cuesta 25 VA. Veinte metros de cobre de 2,5 mm² de ida y vuelta son 0,275 Ω, o 6,9 VA, más de lo que un TC típico de 5 VA puede soportar antes de conectar ningún medidor. Con un secundario de 1 A el mismo cable son 0,28 VA. Por eso los TC con tendidos largos, de la celda a un cuadro remoto, suelen usar secundarios de 1 A, y los de 5 A se quedan cerca de sus medidores.

El rango del 25 al 100 %

La IEC 61869-2 especifica el error de relación y de fase de las clases de medida como 0,2, 0,5 y 1 para cargas secundarias entre el 25 % y el 100 % de la carga nominal. Por encima, el TC mide de menos y se satura antes; por debajo, el error no lo cubre la clase y puede superarla. Los medidores electrónicos modernos toman una fracción de voltamperio, así que una carga nominal sobredimensionada puede dejar un TC por debajo del 25 % solo con el cable. La hoja de datos indica el rango para el que está especificado cada TC.

Factor límite de precisión y factor de seguridad

Los TC de protección tienen un factor límite de precisión, ALF, el múltiplo de la corriente nominal hasta el que el error compuesto se mantiene dentro de la clase. Los TC de medida tienen un factor de seguridad, FS, que limita cuánta corriente llega al medidor durante una falta. Ambos dependen de la carga real: la aproximación habitual es ALF’ = ALF × (Rct + Rnominal) / (Rct + Rreal), donde Rct es la resistencia del devanado secundario. Una carga ligera eleva el factor, lo que ayuda a un núcleo de protección pero deja pasar más corriente de falta a un medidor.

Para la caída de tensión en cables que alimentan sensores de campo, use la calculadora de caída de tensión de alimentación del sensor; para medir la corriente con una resistencia, la calculadora de shunt.

Preguntas frecuentes

¿Puedo sumar VA y ohmios directamente?

Convierta primero: R = VA / I². La calculadora trata cable y equipos como resistivos y los suma aritméticamente, lo que sobrestima algo el total con equipos inductivos. Eso queda del lado seguro.

¿No debe abrirse nunca el secundario?

Nunca. Un secundario abierto con carga lleva el TC a la saturación y puede producir tensiones peligrosas. Cortocircuite los bornes del secundario antes de desconectar un medidor.

¿Importa la temperatura del conductor?

La resistencia del cobre aumenta un 0,393 % por kelvin. Un cable a 60 °C tiene un 16 % más de resistencia que a 20 °C, y la misma subida en carga de cable.

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