¿Qué es un transformador de medida?

Un transformador de medida es un dispositivo que se conecta a las redes eléctricas para que conviertan las amplitudes relativas de voltaje y corriente en un circuito AC, en corrientes y tensiones de una manera proporcional en magnitud y en fase. El objetivo primordial de los transformadores de medida es reducir a valores no peligrosos y normalizados, las características de tensión e intensidad de una red eléctrica.

Por lo tanto los transformadores de medida están diseñados para alimentar instrumentos de medida, contadores, relés de protección y otros aparatos análogos.

Tipos de transformadores de medida:

Actualmente podemos encontrar dos clases de transformadores de medida, los transformadores de intensidad y los transformadores de tensión:

Transformadores de intensidad (TC):

Los transformadores de corriente transforman proporcionalmente, las corrientes de alto valor que circulan en el devanado primario, a corrientes seguras de bajo valor y medibles en su secundario. En los cuales la intensidad secundaria es, en las condiciones normales de uso, prácticamente proporcional a la intensidad primaria y desfasada con relación a la misma un ángulo próximo a cero.

Transformadores de tensión (TP):

Los transformadores de Potencial o de tensión, Transforman proporcionalmente el Voltaje de alto valor en el devanado primario, a un voltaje de bajo valor y medible en su bobinado secundario. La tensión secundaria es, en las condiciones normales de uso, prácticamente proporcional a la tensión primaria y desfasada con relación a la misma un ángulo próximo a cero.

¿Cómo está diseñado un transformador de medida?

El primario de un transformador de Corriente consta de una o varias espiras, que se conectan en serie, con el circuito cuya intensidad se desea medir. El secundario alimenta los circuitos de corriente de uno o varios aparatos de medida, conectados en serie. El arrollamiento primario puede tener una, dos, o cuatro secciones, permitiendo una, dos o tres intensidades primarias nominales:

Puede haber también, uno o varios arrollamientos secundarios, bobinados cada uno sobre su circuito magnético. De esta manera no existe influencia de un secundario sobre el otro. En la figura se observa un TC con dos secundarios independientes. El núcleo de los TC, normalmente, es de forma toroidal con el secundario uniformemente repartido, para reducir al mínimo el flujo de dispersión.

Partes de un transformador de medida de intensidad

Los terminales del arrollamiento primario están conectados en dos bornes planos (P1/P2) de cobre o de latón y salen en el lado superior del transformador del cuerpo de resina.

Partes de un transformador de medida de tensión

Los transformadores de tensión tienen un núcleo ferromagnético. Los arrollamientos secundarios de transformadores unipolares aislados están arrollados directamente sobre el núcleo de hierro puesto a tierra.

La resina epoxica fija, separa y aísla las partes activas del transformador, formando un cuerpo rígido con excelentes propiedades eléctricas, mecánicas. Este aislamiento de resina tiene una gran línea de fuga y muy buena resistencia a la contaminación atmosférica, como también un excelente comportamiento a la radiación ultravioleta.

Aplicaciones de los transformadores de medida

Los Transformadores de Medida para servicio tienen múltiples aplicaciones, ejemplos de aplicación:

1. Medida para facturación.

2. Protección de subestaciones y líneas de distribución.

3. Protección de banco de condensadores.

4. Alimentación de equipos de corte en Redes de Media y alta Tensión (Reconectador, seccionalizador).

Conexión de los bornes primarios y secundarios de un transformador de medida.

A continuación se presentan los esquemas de conexión más empleados de los devanados, en el lado primario y secundario de los TC´s.

Ventajas de los Transformadores de Medida

• Diversidad de Referencias para una mejor adaptación a las necesidades de cada Instalación eléctrica.
• Fundidos en resina epoxy de alta rigidez dieléctrica.
• Muy alta precisión (hasta 0,1%), exacta e invariable a lo largo de la vida del equipo.
• Posibilidad de cambio de doble relación primaria.
• Responde perfectamente a condiciones climáticas extremas, radiación UV, altitudes superiores a 1.000 m.s.n.m., ambientes salinos o contaminados, etc.
• Diseño compacto que facilita el transporte.
• Libre de mantenimientos. No necesita repuestos durante su vida útil de larga operación.
• Los materiales empleados en su construcción son reciclables y resistentes a la intemperie respetando el medioambiente.
• Cumple todo tipo de requerimientos a nivel mundial: IEC, ANSI, NTC.

Normatividad legal vigente

Los transformadores de medida están regulados bajo la  resolución CREG 038 del 2014, Artículo 6, establece que los puntos de medición se clasifican acorde con el consumo o transferencia de energía por la frontera, o, por la capacidad instalada en el punto de conexión, esto se resume en la siguiente tabla.

Exactitud de los elementos del sistema de medición

Los transformadores de medida, deben cumplir con los índices de clase y clase de exactitud que se establecen en la siguiente tabla.

Calibración de los Equipos de medición

Todos los equipos del sistema de medición deben ser calibrados antes de su puesta en servicio. La calibración de los equipos debe realizarse en laboratorios acreditados por el Organismo Nacional de Acreditación de Colombia ONAC, de acuerdo a la resolución CREG 038 de 2014, en ningún caso podrá superar el plazo establecido en la siguiente tabla, entre la fecha de calibración y la fecha en que empezaran a operar, de lo contrario se deben volver a calibrar en laboratorio.

Sin embargo, para el caso de los transformadores de medida (TC´s y TP´s), si llegaren a pasar 6 meses desde su fecha de calibración sin entrar en servicio, se deberá realizar las pruebas de rutina señalas en el artículo 28 de la resolución CREG 038 de 2014.

Los transformadores de medida pueden tener varios devanados, siempre que exista un devanado de uso exclusivo para la conexión de los equipos del sistema de medida, es decir, el devanado donde se conecte la medida debe ser independiente del devanado donde se conecten las protecciones, y por consiguiente, el devanado exclusivo para el sistema de medición debe tener la clase de exactitud requerida para el tipo de punto de medición, la capacidad de potencia nominal (burden) de acuerdo con los equipos del sistema de medida a conectar.

La tabla anterior muestra la relación de transformación en función de la carga instalada y la tensión en el punto de conexión de los TC.