I trasformatori di corrente di misurazione e protezione hanno scopi fondamentalmente diversi nei sistemi di alimentazione elettrica e i loro progetti riflettono queste diverse priorità. Comprendere la distinzione tra questi due tipi di TA è essenziale per una corretta specifica e progettazione del sistema, poiché l'utilizzo del tipo sbagliato in una determinata applicazione può portare a errori di misurazione, imprecisioni di fatturazione o guasti di protezione.
La differenza fondamentale risiede nei loro obiettivi prestazionali. Un TA di misurazione è progettato per fornire la massima precisione possibile a correnti operative normali, in genere da circa il 5% al 120% della corrente primaria nominale. Il suo scopo è consentire una misurazione precisa dell'energia per la fatturazione, il monitoraggio dei consumi e la valutazione dell'efficienza operativa. Un TA di protezione, al contrario, è progettato per mantenere la precisione e la linearità a correnti molto elevate-spesso da 10 a 20 volte la corrente nominale o più-in modo che i relè di protezione possano rilevare e rispondere in modo affidabile alle condizioni di guasto.
Questa differenza di scopo porta a specifiche di classi di precisione diverse. I TA di misurazione sono specificati con classi di precisione come 0,2, 0,2S, 0,5, 0,5S o 1, dove il numero rappresenta l'errore percentuale massimo alla corrente nominale. Le applicazioni di fatturazione delle entrate richiedono in genere la Classe 0.2 o 0.5, mentre le applicazioni di monitoraggio meno critiche possono accettare la Classe 1. I CT di protezione sono specificati con classi come 5P o 10P, dove il numero rappresenta l'errore composito massimo al fattore limite di precisione. Un TA 5P20, ad esempio, mantiene una precisione del 5% fino a 20 volte la corrente primaria nominale.
Un'altra differenza fondamentale è il comportamento di saturazione. I TA di misurazione sono intenzionalmente progettati per saturarsi a multipli relativamente bassi della corrente nominale per proteggere gli strumenti di misurazione collegati da danni durante i guasti. Questo è caratterizzato dal fattore di sicurezza (Fs), che specifica il multiplo della corrente nominale al quale è garantita la saturazione. I TA di protezione, invece, sono progettati per ritardare la saturazione il più a lungo possibile, garantendo che il TA possa riprodurre fedelmente le correnti di guasto affinché il relè di protezione possa analizzarle.
Anche la costruzione del nucleo è diversa. I TA di misurazione in genere hanno un nucleo più piccolo con una densità di flusso di saturazione inferiore per raggiungere una saturazione anticipata. I TA di protezione richiedono nuclei più grandi con una maggiore densità di flusso di saturazione per mantenere la linearità a correnti elevate. Ciò rende i TA di protezione fisicamente più grandi e più costosi rispetto ai TA di misurazione con corrente primaria equivalente.
In pratica, molte installazioni utilizzano TA separati per le funzioni di misurazione e protezione. Un singolo TA di misurazione di Classe 0,2 non può fungere da TA di protezione poiché si saturerebbe troppo rapidamente durante i guasti, impedendo potenzialmente il corretto funzionamento del relè di protezione. Al contrario, un TA di protezione 5P20 potrebbe non fornire la precisione richiesta per la misurazione delle entrate. Per le applicazioni in cui sono richieste entrambe le funzioni, vengono spesso utilizzati TA dual-core con nuclei di misurazione e protezione separati in un unico alloggiamento.
In sintesi, la differenza fondamentale tra i TA di misura e quelli di protezione risiede nelle priorità di progettazione: i TA di misura danno priorità alla precisione alle correnti normali, mentre i TA di protezione danno priorità alla linearità alle correnti di guasto. Selezionare il tipo corretto per ciascuna applicazione è essenziale sia per una fatturazione accurata che per una protezione affidabile.