Οι μετασχηματιστές ρεύματος (CTs) και οι μετασχηματιστές τάσης (VTs, επίσης γνωστοί ως μετασχηματιστές δυναμικού, PT) είναι μετασχηματιστές οργάνων που χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα ισχύος. Μειώνουν το υψηλό πρωτεύον ρεύμα ή τάση σε χαμηλές, τυπικές δευτερεύουσες τιμές για μέτρηση, προστασία και έλεγχο. Αν και και τα δύο απομονώνουν όργανα χαμηλής τάσης από κυκλώματα ισχύος υψηλής τάσης, διαφέρουν θεμελιωδώς ως προς τις αρχές λειτουργίας, τους κανόνες σύνδεσης και τις απαιτήσεις φορτίου.
ΕΝΑ Ο μετασχηματιστής ρεύματος έχει σχεδιαστεί για να μειώνει μεγάλα ρεύματα φορτίου. Η κύρια περιέλιξή του συνήθως έχει μόνο λίγες στροφές και συνδέεται σε σειρά με το καλώδιο ρεύματος. Η δευτερεύουσα περιέλιξη φέρει ένα αναλογικό, μικρότερο ρεύμα, συνήθως 5 A ή 1 A. Η βασική αρχή είναι ο νόμος του Ampere: η κύρια μαγνητοκινητική δύναμη εξισορροπεί τη δευτερεύουσα μαγνητοκινητική δύναμη υπό κανονική λειτουργία. Ένας κρίσιμος κανόνας ασφαλείας είναι ότι η δευτερεύουσα πλευρά δεν πρέπει ποτέ να αφήνεται ανοιχτή. Ένα ανοιχτό δευτερεύον δημιουργεί εξαιρετικά υψηλή επαγόμενη τάση, η οποία μπορεί να βλάψει τον εξοπλισμό και να θέσει σε κίνδυνο τους χειριστές. Τα δευτερεύοντα κυκλώματα CT βραχυκυκλώνονται πάντα με μετρητές ή ρελέ και το συνδεδεμένο φορτίο πρέπει να παραμένει εντός του ονομαστικού εύρους. Τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν προστασία από υπερένταση, μέτρηση ενέργειας και παρακολούθηση ρεύματος στους διακόπτες.
Ένας μετασχηματιστής τάσης, αντίθετα, μειώνει την υψηλή τάση του συστήματος σε μια τυπική χαμηλή δευτερεύουσα τάση, όπως τα 100 V. Η κύρια περιέλιξή του έχει πολλές στροφές και συνδέεται παράλληλα μεταξύ της φάσης ή της τάσης φάσης προς γείωση. Λειτουργεί σαν ένας συμβατικός μετασχηματιστής ισχύος που βασίζεται στον επαγωγικό νόμο του Faraday, διατηρώντας μια ακριβή αναλογία τάσης. Η δευτερεύουσα πλευρά δεν πρέπει να βραχυκυκλώνεται. Ένα βραχυκύκλωμα δημιουργεί τεράστιο δευτερεύον ρεύμα, καίει περιελίξεις και καταστρέφει τον μετασχηματιστή. Τα VT παρέχουν τάση αναφοράς για προστατευτικά ρελέ, βολτόμετρα, μετρητές συντελεστών ισχύος και μετρητές ενέργειας.
Ο ορισμός του φορτίου διαχωρίζει επίσης τους δύο τύπους. Το φορτίο CT αναφέρεται στην σύνθετη αντίσταση του δευτερεύοντος βρόχου, συμπεριλαμβανομένης της αντίστασης του καλωδίου και της σύνθετης αντίστασης εισόδου του οργάνου. Το φορτίο VT περιγράφει τη συνολική ισχύ που αντλείται από συνδεδεμένα φορτία, μετρούμενη σε βολτ-αμπέρ. Οι κατηγορίες ακρίβειας επιλέγονται για διαφορετικούς σκοπούς: απαιτούνται υψηλοί βαθμοί ακρίβειας για τη μέτρηση εσόδων, ενώ ελαφρώς χαμηλότεροι βαθμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για προστασία.
Συνοπτικά, τα CT μετρούν το ρεύμα σειράς και απαγορεύουν τα ανοιχτά δευτερεύοντα κυκλώματα, ενώ τα VT μετρούν την παράλληλη τάση και απαγορεύουν τα βραχυκυκλωμένα δευτερεύοντα κυκλώματα. Και τα δύο παρέχουν γαλβανική απομόνωση μεταξύ δικτύων υψηλής τάσης και πινάκων ελέγχου χαμηλής τάσης. Η σωστή επιλογή και η καλωδίωση αποτρέπουν την καταστροφική βλάβη και διασφαλίζουν αξιόπιστη μέτρηση ισχύος και λειτουργία ρελέ σε βιομηχανικά και ηλεκτρικά συστήματα κοινής ωφέλειας.
