Come dimensionare il rapporto di un trasformatore di corrente: un metodo pratico passo-passo

Come dimensionare il rapporto di un trasformatore di corrente: un metodo pratico passo-passo

Scegliere quello giusto Rapporto CT sembra semplice, ma «più grande è meglio» è spesso sbagliato. Un rapporto CT eccessivamente elevato può ridurre la risoluzione della misura e compromettere la sensibilità dei relè. Un rapporto CT troppo basso può sovraccaricare il CT o portarlo verso la saturazione in caso di guasti.

Questo metodo passo-passo ti aiuta a selezionare un rapporto CT adatto sia alle esigenze di misura che a quelle di protezione.

Passo 1: Definire l’applicazione (misura, protezione o entrambe)

Inizia chiarendo a cosa sarà collegato il secondario del CT:

• Misurazione: contatori di energia, contatori di potenza, sistemi di monitoraggio.
• Protezione: relè di sovracorrente, di guasto a terra, differenziali.
• Combinata: potrebbero essere necessari nuclei separati o trasformatori di corrente (TC) separati per soddisfare sia i requisiti di accuratezza che quelli di saturazione.

Passo 2: Stimare la corrente di carico normale

Utilizzare il campo operativo previsto, non solo le caratteristiche nominali riportate sulla targhetta. Considerare:

• Carico medio: corrente operativa tipica.
• Carico di picco: corrente massima di carico sostenuta.
• Margine di crescita: espansione pianificata.

Per garantire l’accuratezza della misurazione, si desidera che il funzionamento normale ricada in una porzione significativa del campo di misura del TC, e non nelle vicinanze del limite inferiore.

Passo 3: Determinare la corrente continua massima

Tenere conto di eventuali scenari di sovraccarico continuo, se applicabile. Confermare:

• Limiti termici del conduttore/barra collettore
• Portate del trasformatore e dei circuiti di alimentazione
• Procedure operative (ad esempio, contingenza N-1)

Passo 4: Valutare la corrente di cortocircuito e i requisiti di protezione

La scelta del rapporto di trasformazione del TA di protezione dipende anche dal livello di cortocircuito e dalle impostazioni del relè. Se la corrente di cortocircuito del sistema è elevata, il TA deve mantenere prestazioni accettabili senza saturarsi troppo precocemente.

Coordinarsi con lo studio di protezione: corrente di intervento del relè, curve temporali e qualsiasi requisito differenziale.

Passo 5: Scegliere la portata secondaria (1 A o 5 A)

La portata secondaria influisce sul carico del cablaggio. Per tratti lunghi, si preferisce spesso la portata da 1 A per ridurre il carico e migliorare l’accuratezza. Nei sistemi obsoleti, potrebbe essere necessaria la portata da 5 A per garantire la compatibilità con i relè o i misuratori già installati.

Passo 6: Verificare il carico e la classe di precisione

Calcolare il carico totale (dispositivi + cablaggio). Quindi verificare che il carico nominale e la classe del trasformatore di corrente (CT) siano compatibili:

• Classe di accuratezza di misurazione: scegliere in base alle esigenze di misura.
• Classe/prestazioni di protezione: scegliere in base alle esigenze del relè e al livello di guasto.

Se il carico effettivo supera la portata nominale del CT, quest’ultimo potrebbe non rispettare le prestazioni specificate.

Passo 7: Verifica di coerenza con i rapporti tipici

Dopo aver scelto un rapporto, verificare queste domande pratiche:

• Il carico normale produrrà letture stabili? In caso negativo, il rapporto potrebbe essere troppo elevato.
• Il carico di picco rischia di causare un surriscaldamento? In caso affermativo, il rapporto potrebbe essere troppo piccolo o la classe termica del trasformatore di corrente (CT) potrebbe essere insufficiente.
• La corrente di guasto provoca una saturazione anticipata? In caso affermativo, le prestazioni del trasformatore di corrente per la protezione potrebbero essere insufficienti.

Errori comuni nel rapporto dei trasformatori di corrente (CT)

• Rapporto eccessivamente elevato: bassa risoluzione di misura e ridotta sensibilità dei relè.
• Ignorare il carico dovuto ai cavi: causa perdita di accuratezza e saturazione anticipata.
• Utilizzare un unico CT per tutte le funzioni: la misurazione e la protezione potrebbero richiedere nuclei diversi o progetti di trasformatori di corrente (CT).
• Non allineamento con le impostazioni di protezione: mismatch tra rapporto e soglia di intervento del relè.

Collegamenti interni

Categoria CT: Trasformatori di corrente .

Categoria di trasformatori di tensione (VT) per set completi di misurazione/protezione: Trasformatori di tensione .

Conclusione

La scelta del rapporto del trasformatore di corrente (CT) rappresenta un compromesso tra la qualità della misurazione a carico normale e le esigenze di protezione in caso di correnti di guasto. Partire dall’applicazione e dai dati di carico, quindi verificare il carico ammissibile (burden) e le prestazioni di protezione rispetto alle effettive condizioni di installazione. Questo approccio evita sia una protezione sottodimensionata sia una misurazione di bassa qualità.

Suggerimenti immagini

• Immagine: https://www.enweielectric.com/products/current-transformers
• ALT: selezione del rapporto del trasformatore di corrente per misurazione e protezione
• Immagine: https://www.enweielectric.com/products/voltage-transformers
• ALT: trasformatori di tensione utilizzati insieme ai trasformatori di corrente (CT) nei quadri di misura in media tensione