Nivel técnico · Conceptual
Los instrumentos y relés no siempre pueden recibir directamente las corrientes y tensiones presentes en una red eléctrica. Los transformadores de medida reproducen esas magnitudes a una escala secundaria definida para medición, protección y monitorización.
Las dos familias clásicas son el transformador de corriente —TC o CT— y el transformador inductivo de tensión —TT, VT o PT—. Se parecen a un transformador convencional, pero su objetivo principal es conservar con precisión una relación de medida y una referencia de fase dentro de condiciones especificadas.
Qué son los transformadores de medida
Son dispositivos diseñados para entregar una señal secundaria relacionada de forma conocida con una corriente o tensión primaria. Esa señal puede alimentar contadores, analizadores, registradores, relés de protección o sistemas de control.
Además de reducir magnitudes, un transformador inductivo puede proporcionar separación eléctrica conforme a su diseño y nivel de aislamiento. A diferencia del autotransformador, que comparte devanado entre entrada y salida, aquí primario y secundario son devanados separados y el objetivo es la exactitud de la señal, no transferir potencia. No debe suponerse un grado universal: depende del equipo, la aplicación y su norma de producto.
Por qué no medimos siempre de forma directa
Una corriente de cientos de amperios o una tensión de kilovoltios supera las entradas habituales de instrumentación. Adaptar la magnitud permite normalizar equipos secundarios, reducir la energía que llega a ellos y separar funcionalmente el sistema primario.
La transformación también permite colocar los instrumentos a cierta distancia, pero el cableado secundario pasa a formar parte de la carga secundaria y puede afectar a la precisión.
TC, CT, TT, TT y PT
- TC o TI: transformador de corriente o de intensidad, denominación de la norma UNE-EN 61869-2.
- CT: current transformer, equivalente inglés de TC.
- TT: transformador de tensión.
- VT: voltage transformer.
- PT: potential transformer, denominación tradicional anglosajona.
En España las normas UNE-EN 61869-2 y 61869-3 hablan de transformador de intensidad (TI) y transformador de tensión (TT). Aquí usamos TC (equivalente a TI) y TT; en documentación internacional verás CT y VT.
Qué es un transformador de corriente
Un TC reproduce la corriente primaria como una corriente secundaria proporcional. El primario puede ser un devanado de pocas espiras o incluso un conductor que atraviesa una vez el núcleo; el secundario suele tener muchas más espiras.
En el modelo ideal (relación de transformación), los amperios-vuelta se equilibran aproximadamente y la relación de corrientes es inversa a la de espiras:
Esta expresión usa magnitudes coherentes y no sustituye los datos nominales del TC real.
Ejemplo de TC 100 A / 5 A
La placa 100/5 A indica que 100 A primarios nominales corresponden a 5 A secundarios nominales dentro de las condiciones especificadas. La relación de corriente es 20:1.
Si circulan idealmente 60 A por el primario:
El valor real puede diferir por error de relación, error angular, carga secundaria, frecuencia y magnetización. Los 5 A no son una salida fija: son el valor secundario nominal asociado a 100 A primarios.
Qué significa que el TC observe corriente
La corriente primaria del circuito crea el flujo que el TC debe reproducir. Conceptualmente, el primario está asociado en serie con el conductor cuya corriente se observa, aunque un TC toroidal pueda rodearlo sin interrumpirlo.
Esta descripción no es una instrucción de instalación. La selección y montaje reales dependen de aislamiento, categoría del equipo, entorno y procedimientos autorizados.
El secundario del TC trabaja con una carga definida
El circuito secundario alimenta instrumentos y conductores que presentan una impedancia finita. La corriente secundaria produce amperios-vuelta que se oponen al efecto magnetizante del primario y mantienen el flujo en el rango de diseño.
Por eso un TC no se trata como una fuente de corriente ideal capaz de elevar su tensión sin límite. Tiene aislamiento, saturación, potencia secundaria y carga secundaria admisibles.
Por qué un TC en servicio no debe quedar abierto
Si existe corriente primaria y se interrumpe el secundario, desaparece la corriente secundaria que compensaba gran parte de los amperios-vuelta primarios. El flujo del núcleo puede crecer, el núcleo puede saturarse y la tensión entre bornes secundarios puede alcanzar valores peligrosos.
También pueden aumentar pérdidas y calentamiento, y quedar magnetización residual. La magnitud exacta depende del TC y del sistema; no debe suponerse un valor universal.
Carga secundaria (burden) y potencia de precisión
La carga secundaria (burden) es la carga total que ve el secundario del transformador de medida. Incluye la impedancia de instrumentos, relés, bornes y conductores. Puede especificarse en voltamperios a una corriente nominal y factor de potencia determinados, o mediante impedancia según el equipo.
Para un TC, aumentar la carga secundaria exige más tensión secundaria para mantener la corriente. Si se supera el rango previsto, aumentan errores y puede alcanzarse saturación. No basta con sumar únicamente la potencia indicada en la pantalla del instrumento: el circuito completo importa.
Ejemplo de carga secundaria
Supongamos un secundario nominal de 5 A que ve una impedancia puramente resistiva total de 0,20 Ω entre instrumentos y conductores. La tensión secundaria necesaria en ese punto sería 5 A · 0,20 Ω = 1 V y la potencia aparente, 5 VA.
Si la carga secundaria contiene reactancia, deben conservarse su magnitud y factor de potencia según la especificación. El ejemplo solo muestra por qué el cableado también consume capacidad secundaria; no selecciona un TC real.
Precisión, saturación y protección en el TC
La relación nominal no basta: la clase de precisión y el comportamiento en sobrecorriente deciden si un TC sirve para medir o para proteger.
Relación nominal, error y clase de precisión
La relación nominal es el cociente indicado en placa; la relación real puede apartarse ligeramente. El error de relación describe la diferencia de magnitud. El error de fase describe el pequeño desplazamiento angular entre la corriente primaria y la secundaria referida con su polaridad correcta.
La clase de precisión establece límites bajo condiciones definidas de corriente y carga secundaria. No debe confundirse con la categoría CAT de un multímetro: una clasifica prestaciones metrológicas del transformador y la otra se relaciona con la seguridad del instrumento en su entorno.
La precisión pertenece a toda la cadena
Una lectura final combina errores del transformador, conductores, conversión analógica o digital y equipo receptor. Un TC de gran exactitud no corrige automáticamente una entrada mal configurada, una carga secundaria excesiva o una polaridad invertida.
También hay que distinguir precisión de resolución. Mostrar muchas cifras decimales no garantiza que la magnitud primaria esté reproducida dentro de una clase metrológica determinada.
Saturación del núcleo del TC
Si el flujo requerido supera la zona aproximadamente lineal del núcleo, la corriente secundaria deja de reproducir fielmente la primaria. La onda puede deformarse y la relación efectiva cambia.
La saturación depende de corriente, componente transitoria, carga secundaria, resistencia secundaria, núcleo y magnetización previa. No es simplemente un «tope de amperios» idéntico en cualquier condición.
TC para medida y TC para protección
Un TC de medida prioriza exactitud en el rango donde trabaja la instrumentación y puede diseñarse para limitar la energía secundaria ante sobrecorrientes. Un TC de protección debe reproducir corrientes de falta suficientemente grandes para que el relé decida correctamente antes de saturarse en las condiciones previstas.
Los requisitos no son intercambiables. En medida, la IEC 61869-2 define clases 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3 y 5, más 0,2S y 0,5S para rangos de corriente amplios (facturación), y el factor de seguridad (FS), que limita la corriente secundaria en sobrecorriente para proteger al instrumento. En protección, la designación 5P10 indica un error compuesto máximo del 5 % hasta 10 veces la corriente nominal: ese 10 es el factor límite de precisión (FLP/ALF). Existen además clases PX, PR y TPX/TPY/TPZ para régimen transitorio. En los TT, la IEC 61869-3 usa 0,1–3 para medida y 3P/6P para protección.
Qué debe ocurrir durante una sobrecorriente
En medida puede ser deseable limitar la corriente secundaria que llega a determinados instrumentos. En protección, en cambio, el relé necesita reconocer con suficiente fidelidad corrientes muy superiores a la nominal durante el intervalo especificado.
El diseño del núcleo, la sección secundaria, la carga secundaria y la componente continua transitoria condicionan cuándo aparece saturación. Por eso no se puede evaluar un TC solo por su relación 100/5 A.
Qué es un transformador de tensión
Un TT inductivo reduce una tensión primaria a otra secundaria proporcional, adecuada para voltímetros, contadores, analizadores o relés. Su principio es cercano al transformador convencional de dos devanados.
En el modelo ideal:
La relación se aplica a las tensiones definidas por la placa y la conexión. Las tensiones secundarias habituales en Europa son 100 V o 110 V entre fases. Un TT conectado entre fase y tierra se especifica en valores divididos por √3; por ejemplo, 20 000/√3 : 100/√3 V, es decir, unos 11 547 V : 57,7 V, con la misma relación 200:1. En los TC, los secundarios normalizados son 1 A y 5 A.
Ejemplo de TT 20 kV / 100 V
La relación nominal es 20 000/100 = 200:1. Si el primario recibe idealmente 10 kV:
Como en el TC, el valor real depende de carga secundaria, precisión, frecuencia y condiciones. Este cálculo no describe cómo conectar ni medir una instalación de 20 kV.
Carga y funcionamiento del TT
El secundario de un TT alimenta cargas de impedancia relativamente alta. Una carga secundaria excesiva produce caídas y errores de relación y fase. Su régimen no debe extrapolarse del TC.
Mientras que abrir el secundario de un TC en servicio es el riesgo característico, un cortocircuito secundario en un TT puede producir una corriente elevada y dañarlo; por eso sus circuitos secundarios suelen llevar fusibles o interruptores automáticos. En redes con neutro aislado, los TT inductivos también pueden sufrir ferrorresonancia.
Errores y límites del transformador de tensión
El TT también presenta error de relación y desplazamiento de fase. Las caídas en resistencia y dispersión aumentan con su carga secundaria, mientras la magnetización y las pérdidas del núcleo influyen incluso con carga pequeña.
Una tensión primaria elevada no implica que el secundario conserve exactitud fuera de su rango. Sobretensión, frecuencia incorrecta o saturación pueden alterar la reproducción y elevar el calentamiento.
TC y TT: comparación funcional
| Aspecto | TC / CT | TT / VT / PT |
|---|---|---|
| Magnitud reproducida | Corriente | Tensión |
| Relación ideal | I1/I2 ≈ N2/N1 | V1/V2 ≈ N1/N2 |
| Asociación conceptual | Observa corriente del conductor | Observa tensión entre puntos |
| Régimen secundario | Burden bajo y especificado | Burden especificado, normalmente impedancia mayor |
| Riesgo característico | Apertura secundaria con I1 presente | Cortocircuito o sobrecarga secundaria |
| Usos | Amperimetría, medida de potencia, protección | Voltímetro, medida de potencia, protección |
Polaridad, aislamiento y cadena de medida
Un transformador de medida solo es útil dentro de un sistema: marcas, tierra, fases y equipo receptor determinan la lectura final.
Marcas de polaridad P1/P2 y S1/S2
Las marcas identifican los sentidos de referencia de primario y secundario. En un TC, P1/P2 marcan el primario y S1/S2 el secundario: si la corriente entra por P1, en el mismo instante sale por S1 hacia la carga. En los TT es habitual A–N (o A–B) en el primario y a–n (o a–b) en el secundario. Consulta siempre la placa y la documentación del fabricante.
La polaridad afecta al signo de la medida y a la relación fasorial. Es esencial en potencia, energía y protecciones diferenciales. Invertir referencias puede producir lecturas negativas o decisiones incorrectas aunque las magnitudes sean parecidas.
Error de fase y medidas de potencia
Idealmente, al referir la magnitud secundaria al primario con la polaridad correcta se conserva la fase correspondiente. Los transformadores reales introducen un pequeño error angular por magnetización y pérdidas.
Cuando se combinan corriente y tensión para calcular potencia, los errores angulares de TC y TT pueden afectar al resultado. Para repasar la referencia angular consulta fase y desfase en corriente alterna.
Separación eléctrica y nivel de aislamiento
Los transformadores inductivos de medida pueden separar galvánicamente el circuito secundario del primario. El aislamiento se diseña para tensiones y condiciones concretas; no basta con reconocer un núcleo y dos bobinas.
Las distancias, impulso soportado, puesta a tierra y envolvente pertenecen a la especificación. Por la misma razón, en los circuitos secundarios de TC y TT es práctica habitual poner a tierra un único borne: si falla el aislamiento o hay acoplamiento capacitivo con el primario, el secundario queda referido a tierra. La presencia de separación no hace inocuo el primario ni autoriza la intervención.
Qué equipos reciben las señales secundarias
Un TC o TT puede alimentar un contador, un relé, un registrador o un analizador de redes. Algunos equipos reciben señales directas y otros emplean sensores de baja potencia; no todos necesitan transformadores externos.
La carga secundaria total y la compatibilidad de entradas deben comprobarse como sistema. Conectar más instrumentos puede alterar la carga secundaria.
De la red al dato mostrado
La cadena completa puede representarse como magnitud primaria → transformador de medida → circuito secundario → entrada del equipo → cálculo o decisión. Un contador convierte las señales en energía; un analizador obtiene valores y calidad de suministro; un relé compara magnitudes con su lógica de protección.
El transformador no decide por sí mismo si existe una falta. Entrega una representación con límites de amplitud, fase, ancho de banda y saturación que el equipo receptor debe conocer.
Transformadores de medida en sistemas trifásicos
La instrumentación trifásica puede utilizar varios TC y TT según la conexión (repasa los transformadores trifásicos y las conexiones estrella-triángulo en transformadores), las magnitudes requeridas y el sistema de puesta a tierra. Las relaciones se aplican a cada canal, pero los cálculos de potencia dependen también de secuencia, fase y configuración.
No existe un único esquema válido para todas las redes. Esta referencia evita deliberadamente diagramas de conexión operativa y se limita a los principios de cada dispositivo.
Qué no confundir
Varias ideas cercanas se mezclan con frecuencia; estas son las distinciones que más errores evitan.
TC instalado y pinza amperimétrica
Una pinza amperimétrica es un instrumento portátil o sensor integrado que permite observar corriente sin insertar un amperímetro en serie. Puede utilizar un principio transformador para AC, pero su función y condiciones no son las de un TC instalado de protección o facturación.
La semejanza del núcleo toroidal no hace intercambiables sus clases, salidas ni requisitos.
Categoría CAT y clase de precisión
La categoría CAT describe la capacidad de un instrumento frente a transitorios en distintos entornos de medida. La clase de precisión de un TC o TT limita errores bajo condiciones especificadas.
Ambas son importantes, pero responden preguntas distintas. Una clase metrológica excelente no sustituye una clasificación de seguridad adecuada.
Dos confusiones importantes sobre TC y TT
Primera: un TC 100/5 A no «genera siempre 5 A»; entrega una corriente proporcional y 5 A es su valor secundario nominal cuando el primario está en el punto nominal definido.
Segunda: TC y TT no se comportan igual ante su circuito secundario. El TC tiene como riesgo característico la apertura con corriente primaria; el TT, la sobrecorriente ante una impedancia de carga demasiado baja o un cortocircuito.
Del modelo ideal al dispositivo real
Resistencia de devanados, flujo de dispersión, corriente magnetizante y pérdidas explican los errores de magnitud y fase. La saturación añade no linealidad, especialmente relevante para un TC durante sobrecorrientes.
Estos fenómenos enlazan con el modelo ideal y real, el circuito equivalente y las pérdidas del transformador, pero aquí se interpretan desde la exactitud de medida.
Marco normativo IEC 61869
La familia IEC 61869 reúne requisitos para transformadores de medida. IEC 61869-1:2023 contiene requisitos generales para equipos nuevos de alta tensión dentro de su alcance y remite a normas específicas por tipo.
IEC 61869-2:2012 establece requisitos adicionales para transformadores de corriente inductivos; IEC 61869-3:2011 hace lo propio para transformadores de tensión inductivos. La edición general de 2023 sustituyó a la de 2007, mientras las partes específicas conservan sus propias fechas y estabilidad editorial.
Desde 2025, IEC 61869-20 añade requisitos de seguridad para transformadores de medida de alta tensión dentro de su alcance; la copia oficial incorpora el corrigendum 1 en su versión corregida de enero de 2026. La serie también contiene partes para salidas digitales y tecnologías de baja potencia. Un proyecto debe consultar las ediciones y adopciones nacionales aplicables, no solo esta síntesis.
Transformadores convencionales y sensores de baja potencia
La instrumentación moderna también utiliza transformadores de baja potencia, bobinas de Rogowski, divisores y salidas digitales. Pueden entregar señales distintas de los secundarios clásicos de 1 A, 5 A o 100 V.
La familia IEC 61869 contempla varias de estas tecnologías en partes específicas. El término «transformador de medida» abarca más que el modelo inductivo convencional, aunque TC y TT siguen siendo la base conceptual de este artículo.
Cómo interpretar una placa sin convertirla en receta
Una placa puede indicar relación, frecuencia, potencia de precisión, clase, nivel de aislamiento, potencia térmica o factores específicos. Cada dato describe una condición de funcionamiento y debe leerse junto con el resto.
La relación identifica la escala, pero no garantiza por sí sola compatibilidad con un contador o relé. La clase puede variar con la carga secundaria y corriente, y los terminales deben interpretarse según documentación.
Comprueba lo aprendido
Un TC 200/5 A mide 120 A primarios. ¿Qué corriente secundaria ideal entrega?
La relación es 40:1. I2 = 120/40 = 3 A.
Un TT 15 kV/100 V recibe 12 kV. ¿Qué tensión secundaria ideal entrega?
La relación es 150:1. V2 = 12 000/150 = 80 V.
La misma carga de 0,20 Ω se conecta a un TC de secundario 1 A. ¿Qué potencia consume a corriente nominal?
S = I²·Z = 1²·0,20 = 0,20 VA, frente a 5 VA con 5 A. Por eso se prefieren secundarios de 1 A cuando el cableado es largo.
Resumen de consulta
- El TC reproduce corriente; el TT reproduce tensión.
- TC 100/5 A significa relación nominal 20:1.
- TT 20 kV/100 V significa relación nominal 200:1.
- La carga secundaria incluye instrumentos y cableado secundario.
- Un TC en servicio no debe quedar con el secundario abierto.
- Relación, error de fase, clase y saturación determinan la fidelidad.
- Medida y protección pueden exigir comportamientos diferentes.
- IEC 61869 es la familia normativa internacional de referencia.
Fuentes técnicas y normativas
- IEC 61869-1:2023 — General requirements.
- IEC 61869-2:2012 — Current transformers.
- IEC 61869-3:2011 — Inductive voltage transformers.
- IEC 61869-20:2025 — Safety requirements for high-voltage applications.
- UNE-EN 61869-2:2013 — Transformadores de intensidad.
- M. A. Rodríguez Pozueta (Universidad de Cantabria): Transformadores de medida y de protección.
- Arteche: Teoría y tecnología de los transformadores de medida.
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