Un trasformatore di corrente di protezione è un trasformatore di corrente appositamente progettato per fornire segnali di corrente accurati ai relè di protezione durante condizioni di guasto. A differenza dei TA di misurazione, che privilegiano la precisione a correnti di carico normali, i TA di protezione sono costruiti per mantenere l'integrità e la linearità del segnale a correnti molto elevate-spesso molte volte superiori alla corrente primaria nominale-per garantire che i relè di protezione possano rilevare e rispondere in modo affidabile ai guasti.
La caratteristica distintiva di un TA di protezione è la sua capacità di rimanere lineare e preciso in condizioni di guasto. Quando si verifica un cortocircuito o un guasto a terra, la corrente primaria può aumentare fino a 10, 20 o anche 40 volte la corrente nominale. Il TA di protezione deve essere in grado di riprodurre fedelmente questa corrente di guasto nel circuito secondario in modo che il relè di protezione possa determinare se far scattare l'interruttore. Se il TA si satura prematuramente, la corrente secondaria risulta distorta e il relè potrebbe non funzionare o funzionare in modo errato.
I TA di protezione sono classificati in classi di precisione come 5P, 10P e loro varianti, dove "P" sta per protezione. Una designazione come 5P20 indica che il TA ha un errore composito massimo del 5% a 20 volte la corrente primaria nominale. Le classi di precisione comuni includono 5P10, 5P20, 5P30, 10P10 e 10P20. Il primo numero rappresenta l'errore percentuale massimo in corrispondenza del limite di precisione della corrente primaria, mentre il secondo numero rappresenta il fattore limite di precisione-il multiplo della corrente nominale al quale è garantita la precisione.
I TA di protezione vengono utilizzati in un'ampia gamma di schemi di relè di protezione, tra cui protezione da sovracorrente, protezione differenziale, protezione a distanza e protezione da guasti a terra. Si trovano nei quadri elettrici, nei centri di controllo motori, nelle sottostazioni e nei sistemi di alimentazione industriali ovunque vengano utilizzati relè di protezione per rilevare e isolare i guasti. L'affidabilità dell'intero schema di protezione dipende dalla capacità del TA di fornire informazioni accurate sulla corrente in condizioni di guasto.
Quando si seleziona un TA di protezione, i tecnici devono considerare la corrente di guasto massima che il sistema può fornire e selezionare un TA con un fattore limite di precisione sufficiente a coprire tale corrente. Il carico del TA deve essere abbinato al relè collegato e al cablaggio per garantire prestazioni adeguate. Inoltre, il TA deve essere in grado di resistere alle sollecitazioni termiche e meccaniche delle correnti di guasto senza danni. Per gli schemi di protezione differenziale, le caratteristiche corrispondenti dei TA sono essenziali per garantire che il relè di protezione non funzioni con falsa corrente differenziale.
In sintesi, il trasformatore di corrente di protezione è un componente critico nei sistemi di protezione elettrica. La sua capacità di mantenere precisione e linearità durante condizioni di guasto di corrente elevata- è essenziale per il funzionamento affidabile dei relè di protezione e per la sicurezza dell'impianto elettrico.