Transformadores de Instrumento: Tipos, usos y normativa CFE

Los transformadores de instrumento son componentes esenciales en la ingeniería eléctrica moderna. También conocidos como transformadores eléctricos de corriente (TC) y transformadores eléctricos de tensión (TP), permiten la medición segura y precisa de corriente y voltaje en sistemas eléctricos de baja, media y alta tensión.

En los sistemas de potencia, los instrumentos de medición no pueden conectarse directamente a líneas de alto voltaje o alta corriente. Por ello, los transformadores de instrumento reducen proporcionalmente las magnitudes eléctricas a niveles seguros, sin interrumpir el flujo de energía, asegurando tanto la precisión de la medición como la protección del personal técnico.

Además, estos dispositivos ofrecen aislamiento galvánico, separando eléctricamente los circuitos de potencia y medición, lo que incrementa la seguridad y confiabilidad en entornos industriales y de distribución eléctrica.

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🔌 ¿Qué es un transformador de instrumento?

Un transformador de instrumento o transformador de medida es un transformador diseñado para operar en corriente alterna (CA) y reducir los altos niveles de voltaje y corriente de un sistema eléctrico. Esto permite medir variables como potencia, energía, frecuencia y factor de potencia sin comprometer la seguridad ni la integridad de los instrumentos de medición.

En resumen, su función principal es proporcionar mediciones precisas y seguras mediante la reducción proporcional de las magnitudes eléctricas.

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⚙️ Transformador de Corriente (TC)

El transformador de corriente (TC o CT) se utiliza para medir corrientes de alta intensidad y transformarlas a niveles adecuados para equipos de medición y protección.
Su principio de funcionamiento consiste en inducir una corriente secundaria proporcional a la corriente primaria, manteniendo la linealidad en el rango de operación.

Los TC son indispensables en:

• Sistemas de protección contra sobrecorrientes y cortocircuitos.
• Medición industrial y distribución eléctrica en media y alta tensión.
• Equipos de protección, relés y sistemas SCADA.

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🔵 Transformadores de corriente tipo dona

Los transformadores tipo dona son TCs diseñados con una estructura circular o de anillo.
Se instalan fácilmente sin interrumpir la energía, rodeando el conductor principal.
Su función es reducir la corriente del circuito a valores manejables para los equipos de medición, manteniendo un alto nivel de seguridad y confiabilidad.

Estos modelos son comunes en:

• Instalaciones industriales y comerciales.
• Tableros de distribución eléctrica.
• Medición de cargas trifásicas y control de energía.

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📏 Relación de transformación en los TCs

La relación de transformación define cómo un TC convierte la corriente primaria en una corriente secundaria proporcional.
Se expresa como:

Relación de transformación = Corriente primaria / Corriente secundaria

Por ejemplo, un TC con relación 100:5 entregará 5 A secundarios por cada 100 A primarios.
Seleccionar correctamente esta relación es fundamental para obtener mediciones precisas y calibradas de acuerdo con el equipo de instrumentación utilizado.

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⚡ Transformador de Potencial (TP)

El transformador de potencial (TP o PT) convierte los altos voltajes de un circuito primario en señales de baja tensión seguras para los instrumentos de medición.
Estos transformadores son esenciales en redes de alta y media tensión, donde permiten medir el voltaje de forma indirecta y protegida.

Características clave:

• Transformación de voltaje: reduce la tensión del sistema a niveles manejables (ej. relación 100:1).
• Aislamiento galvánico: evita que las sobretensiones lleguen al sistema de medición.
• Tensión nominal: el valor de diseño para el que el TP opera de forma óptima.
• Aplicaciones en protección: suministra señales a dispositivos de protección y control ante fallas eléctricas.

En conjunto, los TPs garantizan la seguridad operativa y la precisión de medición en subestaciones y sistemas de distribución.

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🔧 Equipos combinados de medición eléctrica

Transformador Integrado de Medición (TIM)

El TIM integra transformadores de corriente y de tensión en un solo módulo encapsulado en resina.
Se utiliza en sistemas de alta tensión para medición y protección.
Cumple con especificaciones CFE y normas internacionales, garantizando fiabilidad, precisión y aislamiento frente al ambiente y las descargas.

Equipo Compacto de Medición (ECM)

El ECM combina en un solo estanque los transformadores de corriente (TC) y tensión (TP).
Se usa para medición de consumo y variables eléctricas del lado de media tensión, siendo esencial en redes de distribución eléctrica.

Los ECM deben cumplir las especificaciones CFE VE100-13, VE100-29 y 54000-56, y están disponibles en dos configuraciones:

• ECM de medición en poste
• ECM de medición tipo pedestal

Estos equipos se distinguen por su diseño robusto, resistente y seguro, capaz de soportar cortocircuitos, sobretensiones transitorias y condiciones severas del entorno.

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⚙️ Usos y normativas de los transformadores de instrumento

Los TC y TP se utilizan principalmente en instalaciones de media tensión (entre 2.4 kV y 69 kV) para:

• Medición de energía y potencia
• Protección contra sobrecorrientes y sobretensiones
• Monitoreo de calidad de energía y análisis de red

En México, estos equipos deben cumplir con normas nacionales e internacionales:

• NMX-J-351/1-ANCE: Transformadores de corriente.
• NMX-J-352/1-ANCE: Transformadores de potencial.
• Normas CFE VE100 y 54000: especificaciones técnicas y de seguridad.

Cumplir estas normativas garantiza la precisión de medición, la seguridad del personal técnico y la compatibilidad con los sistemas de la CFE.

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⚡ Soluciones en medición eléctrica y distribución

En iTepeyac brindamos soporte técnico especializado y suministro de transformadores de instrumento, ECM, TIM y equipos de medición certificados bajo normas CFE, IEC, ANSI e IEEE.

Ofrecemos soluciones integrales para:

• Subestaciones compactas y de pedestal.
• Redes de distribución eléctrica.
• Proyectos industriales y de infraestructura.

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