Comprensione dei trasformatori di corrente: principi e applicazioni

I trasformatori di corrente (TA) sono componenti indispensabili nei sistemi elettrici, poiché svolgono la funzione cruciale di misurare la corrente. Svolgono un ruolo fondamentale in varie applicazioni, tra cui il monitoraggio, la protezione e il controllo dell'energia. Comprendere i principi e le applicazioni dei trasformatori di corrente è essenziale per garantire un funzionamento efficiente e sicuro negli impianti elettrici.

Fondamentalmente un trasformatore di corrente è costituito da un avvolgimento primario, attraverso il quale scorre la corrente da misurare, e da un avvolgimento secondario collegato ai dispositivi di misura o di protezione. L'avvolgimento primario è tipicamente composto da una o più spire di un conduttore, mentre l'avvolgimento secondario comprende numerose spire avvolte su un nucleo magnetico. Il nucleo magnetico garantisce che l'avvolgimento secondario induca una corrente proporzionale quando sottoposto al campo magnetico generato dalla corrente primaria.

Una delle funzioni principali dei trasformatori di corrente è ridurre le correnti elevate a un livello adatto alla misurazione o alla protezione. Utilizzando un elevato rapporto spire tra gli avvolgimenti primari e secondari, i TA possono produrre una corrente molto più bassa sul lato secondario riflettendo al contempo accuratamente l'ampiezza e la forma d'onda della corrente primaria. Ciò consente un monitoraggio sicuro e conveniente di correnti elevate senza collegare direttamente strumenti di misura o relè di protezione al circuito ad alta tensione.

Trasformatori di corrente trovano ampio utilizzo nei sistemi elettrici per varie applicazioni, tra cui la misurazione e il monitoraggio del consumo energetico, la protezione delle apparecchiature e del personale da condizioni di sovracorrente e la facilitazione del funzionamento dei relè di protezione. Nelle reti di distribuzione dell'energia, i CT vengono utilizzati insieme ai contatori di wattora per misurare accuratamente il consumo di energia, consentendo ai servizi di pubblica utilità di fatturare accuratamente ai clienti e monitorare le prestazioni del sistema.

Inoltre, i trasformatori di corrente svolgono un ruolo fondamentale nella protezione delle apparecchiature elettriche e del personale. Sono comunemente impiegati negli schemi di relè di protezione per rilevare e mitigare condizioni di sovracorrente, come cortocircuiti o sovraccarichi, attivando dispositivi di protezione come gli interruttori automatici. Rilevando accuratamente l'entità e la direzione del flusso di corrente, i TA consentono il funzionamento rapido e preciso dei relè di protezione, salvaguardando così l'infrastruttura elettrica e prevenendo danni alle apparecchiature.

Oltre al loro ruolo di misurazione e protezione, i trasformatori di corrente facilitano anche l'implementazione di sistemi avanzati di monitoraggio e controllo nelle moderne reti elettriche. Fornendo misurazioni accurate della corrente in vari punti della rete, i TA consentono alle società di servizi pubblici di monitorare il flusso di potenza, rilevare anomalie e ottimizzare il funzionamento della rete per una migliore efficienza e affidabilità.