Trasformatori di corrente nei moderni sistemi di alimentazione: garantire precisione e sicurezza

Fondamentalmente, un trasformatore di corrente è un dispositivo che trasforma la corrente primaria elevata in una corrente secondaria proporzionale inferiore. Essenzialmente riduce l'entità della corrente, consentendo misurazioni e protezioni sicure in ambienti ad alta tensione. La caratteristica principale dei TA è che consentono la misurazione della corrente senza contatto elettrico diretto con il circuito ad alta tensione, garantendo la sicurezza del personale e delle apparecchiature di manutenzione.

Il TA è costituito da un nucleo magnetico, un avvolgimento primario (che spesso è semplicemente un conduttore che passa attraverso il nucleo) e un avvolgimento secondario. La corrente primaria crea un campo magnetico attorno al conduttore, che induce una corrente nell'avvolgimento secondario. Il rapporto tra la corrente primaria e quella secondaria è costante ed è noto come rapporto spire.

Tipi di trasformatori di corrente e loro usi
I trasformatori di corrente possono essere classificati in base al design e all'applicazione prevista. Comprendere queste categorie aiuta gli utenti a scegliere il CT giusto per usi specifici.

Trasformatori di corrente avvolti: questi TA hanno un avvolgimento primario avvolto attorno a un nucleo magnetico, con anche l'avvolgimento secondario posizionato sullo stesso nucleo. Sono generalmente utilizzati per misurazioni precise della corrente in sottostazioni e applicazioni industriali su larga scala.

Trasformatori di corrente toroidali: i TA toroidali hanno un nucleo a forma di anello attraverso il quale viene fatto passare il conduttore. Questo tipo di TC è comunemente utilizzato in applicazioni in cui lo spazio è limitato ed è richiesta una misurazione non invasiva.

TA apribili: i TA apribili consentono una facile installazione e rimozione senza scollegare il conduttore di alimentazione. Questi vengono generalmente utilizzati per installazioni temporanee o in sistemi esistenti in cui non è possibile installare un TA tradizionale senza interruzioni significative.

TA ad alta precisione: sono progettati per applicazioni che richiedono estrema precisione, come negli schemi di misurazione o di protezione in cui la precisione è fondamentale per la sicurezza operativa.

Come i trasformatori di corrente contribuiscono alla protezione del sistema
I Trasformatori di Corrente svolgono un ruolo centrale nei sistemi di protezione, soprattutto in caso di cortocircuiti o sovraccarichi. La loro capacità di rilevare flussi di corrente anomali e fornire feedback ai relè di protezione è una funzione fondamentale per prevenire danni alla rete elettrica.

Protezione da sovracorrente: quando la corrente supera un livello di sicurezza predefinito, Trasformatori di corrente inviare un segnale ai relè di protezione, che poi attivano gli interruttori automatici per disconnettere il circuito difettoso. Ciò aiuta a prevenire danni alle apparecchiature e riduce al minimo il rischio di incendi e altri pericoli.

Rilevamento guasti: i TA aiutano a rilevare i guasti nella rete elettrica, come i guasti a terra, fornendo un monitoraggio in tempo reale della corrente che scorre attraverso il circuito. Il rilevamento di uno squilibrio o di un picco di corrente consente un'azione correttiva immediata, garantendo l'affidabilità del sistema.

Trasformatori di corrente nella misurazione e nell'efficienza energetica
La misurazione dell'energia è un'altra applicazione significativa dei TA. Misurando accuratamente la corrente che scorre attraverso un circuito, i TA consentono misurazioni precise del consumo di energia, essenziali sia per la fatturazione dei servizi pubblici che per l'ottimizzazione dell'efficienza energetica. Negli ambienti industriali, i CT aiutano a monitorare il consumo energetico, garantendo che i sistemi elettrici funzionino in modo efficiente e entro i limiti di capacità.

Per i consumatori, i CT forniscono dati accurati per i contatori di energia, garantendo una fatturazione equa e aiutando gli utenti a monitorare il proprio consumo di energia. A livello di rete, consentono alle utility di gestire la distribuzione del carico e ottimizzare la generazione e la distribuzione dell’energia.

Vantaggi dei trasformatori di corrente
I vantaggi derivanti dall’utilizzo dei Trasformatori di Corrente negli impianti elettrici sono numerosi:

Sicurezza: i TA forniscono isolamento elettrico, che protegge gli utenti e le apparecchiature dai rischi dell'alta tensione consentendo al tempo stesso misurazioni precise della corrente.
Precisione: i TA offrono un'elevata precisione nella misurazione della corrente, essenziale per la misurazione, la diagnostica del sistema e le funzioni di protezione.
Conveniente: fornendo un metodo sicuro per monitorare correnti elevate, i TA eliminano la necessità di sistemi di misurazione diretta costosi e potenzialmente pericolosi.
Versatilità: i TA possono essere utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, dagli impianti di produzione di energia ai sistemi elettrici residenziali, rendendoli altamente versatili.