La scelta tra trasformatori di corrente secondari da 1 A e 5 A è una delle decisioni più importanti nella progettazione dei sistemi di misura elettrici. Sebbene entrambi i tipi svolgano la stessa funzione fondamentale-riducendo le correnti primarie elevate a livelli sicuri e misurabili,-le differenze nelle caratteristiche elettriche, nella costruzione fisica e nell'idoneità all'applicazione sono sostanziali. Comprendere queste differenze è essenziale per selezionare il TA ottimale per una determinata installazione.
La differenza più significativa tra i TA da 1 A e 5 A è la loro capacità di trasportare il carico a distanza. Le perdite di potenza nel circuito secondario sono proporzionali al quadrato della corrente, il che significa che un secondario da 5 A produce una perdita nel cavo 25 volte maggiore rispetto a un secondario da 1 A per la stessa resistenza e lunghezza del conduttore. Questa relazione ha profonde implicazioni per la progettazione del sistema. In termini pratici, se un TA da 5 A può condurre un segnale per 100 metri attraverso un dato cavo, un TA da 1 A potrebbe condurre lo stesso segnale per circa 2.500 metri attraverso lo stesso cavo con una perdita equivalente.
Questa differenza nella capacità di carico influenza direttamente la selezione dell'applicazione. Il secondario da 5 A è la scelta standard quando strumenti o relè si trovano vicino al trasformatore-tipicamente entro 10 metri (30 piedi). Questa limitazione della distanza non è arbitraria; riflette il vincolo pratico che oltre i 10 metri, il carico del cavo per un TA da 5 A diventa eccessivo rispetto al VA nominale del TA. Per distanze superiori a 10 metri il secondario da 1 A è la soluzione preferita.
La costruzione fisica del TC differisce significativamente tra i due tipi. Poiché la corrente secondaria è inversamente proporzionale al numero di spire secondarie (Is=Ip × Np / Ns), un TA da 1 A richiede cinque volte più spire secondarie di un TA da 5 A per la stessa corrente primaria. Ad esempio, un CT 1000:5 richiede 200 giri secondari per un singolo giro primario, mentre un CT 1000:1 richiede 1000 giri secondari. Ciò si traduce in un TC fisicamente più grande e più pesante, con un costo di produzione corrispondentemente più elevato. Il rame aggiuntivo nell'avvolgimento secondario aumenta anche il carico interno del TA.
Nonostante il costo dei TA più elevato, l'economia complessiva del sistema spesso favorisce i TA da 1 A per le applicazioni a lunga-distanza. Il risparmio nella sezione trasversale del cavo-e nella manodopera di installazione può superare sostanzialmente il costo incrementale del CT stesso. Per un TA da 5 A, ridurre le perdite del cavo a livelli accettabili per un lungo periodo richiede grandi sezioni trasversali dei conduttori--spesso 6 mm² o superiori-che sono costose e difficili da installare. Un TA da 1 A può raggiungere prestazioni equivalenti con un cavo da 2,5 mm², con conseguenti notevoli risparmi di materiale e installazione.
Anche le caratteristiche di precisione dei due tipi differiscono. In generale, i TA da 5 A sono disponibili in una gamma più ampia di classi di precisione perché lo standard da 5 A beneficia di volumi di produzione più elevati e di processi di produzione più maturi. I TA di classe 0,2S e 0,5S sono più comunemente disponibili con secondari da 5 A che con secondari da 1 A. Per le applicazioni di misurazione dei ricavi in cui è richiesta la massima precisione, i TA da 5 A possono offrire una selezione più ampia di modelli certificati. Tuttavia, per le applicazioni in cui la massima precisione non è fondamentale, la differenza è spesso trascurabile.
Le applicazioni di protezione introducono considerazioni aggiuntive. I TA di protezione devono mantenere la precisione durante le condizioni di guasto quando le correnti primarie possono raggiungere molte volte il valore nominale. La corrente secondaria più elevata di un TA da 5 A può fornire un migliore rapporto segnale-rispetto-rumore per gli ingressi relè, in particolare quando il relè si trova vicino al TA. Tuttavia, i moderni relè numerici con ingressi ad alta-impedenza e filtraggio avanzato possono funzionare efficacemente con TA da 1 A o 5 A. Il requisito fondamentale è che la tensione del punto di ginocchio del TA e il fattore limite di precisione (ALF) siano adeguati allo schema di protezione.
Anche le considerazioni sull'installazione e sulla manutenzione differiscono. Il secondario da 5 A è lo standard dominante in molte regioni, il che significa che TA, misuratori e relè sostitutivi sono più facilmente disponibili. Il secondario 1 A, sebbene standard, è meno comune in alcuni mercati, il che comporta potenzialmente tempi di consegna più lunghi per la sostituzione delle apparecchiature. Per le installazioni critiche in cui è essenziale una sostituzione rapida, questo fattore di disponibilità può influenzare la scelta.
Gli effetti della temperatura forniscono un altro elemento di differenziazione. Correnti secondarie più elevate nei TA da 5 A generano più calore nell'avvolgimento secondario e nei cavi collegati. Nelle installazioni con temperature ambiente elevate o ventilazione limitata, il calore aggiuntivo proveniente da un TA da 5 A può richiedere misure di declassamento o di raffreddamento aggiuntive. Il TA da 1 A, con la sua corrente secondaria inferiore, genera meno calore ed è più tollerante verso gli ambienti ad alta-temperatura.
In sintesi, la scelta tra TA da 1 A e 5 A comporta un'attenta valutazione della distanza di cablaggio, dei requisiti di carico, delle esigenze di precisione, dello spazio fisico e dell'economia del sistema. Per le applicazioni a breve-distanza e ad alta-precisione nei quadri convenzionali, i TA da 5 A rimangono la scelta standard. Per le applicazioni a lunga-distanza, le installazioni con un carico elevato di cavi o i progetti in cui il costo dei cavi e la manodopera di installazione sono fattori significativi, i TA da 1 A offrono vantaggi convincenti. La decisione dovrebbe essere presa nelle prime fasi del processo di progettazione e coordinata con la selezione di tutte le apparecchiature di misurazione e protezione a valle.