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.