ترانسفورماتورهای جریان (CTs) و ترانسفورماتورهای ولتاژ (VTs، همچنین به عنوان ترانسفورماتور پتانسیل، PTs شناخته می شوند) ترانسفورماتورهای ابزاری هستند که به طور گسترده در سیستم های قدرت استفاده می شوند. آنها جریان یا ولتاژ اولیه بالا را به مقادیر ثانویه استاندارد پایین برای اندازه گیری، حفاظت و کنترل کاهش می دهند. اگرچه هر دو ابزارهای ولتاژ پایین را از مدارهای برق ولتاژ بالا جدا می کنند، اما اساساً در اصول کار، قوانین اتصال و الزامات بار متفاوت هستند.
الف ترانسفورماتور جریان برای کاهش جریان های بار بزرگ طراحی شده است. سیم پیچ اولیه آن معمولاً فقط چند پیچ دارد و به صورت سری به خط برق متصل می شود. سیم پیچ ثانویه جریان متناسب و کوچکتری دارد که معمولاً 5 A یا 1 A است. اصل اصلی قانون آمپر است: نیروی مغناطیسی اولیه نیروی مغناطیسی ثانویه را در حالت عادی متعادل می کند. یک قانون ایمنی حیاتی این است که طرف ثانویه هرگز نباید باز بماند. ثانویه باز ولتاژ القایی بسیار بالایی ایجاد می کند که می تواند به تجهیزات آسیب برساند و اپراتورها را به خطر بیندازد. مدارهای ثانویه CT همیشه توسط متر یا رله کوتاه می شوند و بار متصل باید در محدوده نامی باقی بماند. کاربردهای معمولی شامل حفاظت در برابر جریان اضافه، اندازه گیری انرژی و نظارت بر جریان در تابلو برق است.
در مقابل، یک ترانسفورماتور ولتاژ، ولتاژ سیستم بالا را به یک ولتاژ ثانویه پایین استاندارد مانند 100 ولت کاهش می دهد. سیم پیچ اولیه آن دارای چرخش های زیادی است و به صورت موازی در ولتاژ فاز یا فاز به زمین متصل می شود. مانند یک ترانسفورماتور قدرت معمولی بر اساس قانون القایی فارادی کار می کند و نسبت ولتاژ دقیقی را حفظ می کند. طرف ثانویه نباید اتصال کوتاه داشته باشد. یک اتصال کوتاه جریان ثانویه عظیمی ایجاد می کند، سیم پیچ ها را می سوزاند و ترانسفورماتور را از بین می برد. VT ها ولتاژ مرجع را برای رله های محافظ، ولت مترها، ضریب سنج ها و انرژی سنج ها تامین می کنند.
تعریف بار نیز این دو نوع را از هم جدا می کند. بار CT به امپدانس حلقه ثانویه از جمله مقاومت کابل و امپدانس ورودی ابزار اشاره دارد. بار VT کل توان کشیده شده توسط بارهای متصل را توصیف می کند که بر حسب ولت آمپر اندازه گیری می شود. کلاس‌های دقت برای اهداف مختلفی انتخاب می‌شوند: درجه‌های دقت بالا برای اندازه‌گیری درآمد مورد نیاز است، در حالی که درجه‌های کمی پایین‌تر را می‌توان برای حفاظت استفاده کرد.
به طور خلاصه، CT ها جریان سری را اندازه گیری می کنند و مدارهای ثانویه باز را ممنوع می کنند، در حالی که VT ها ولتاژ موازی را اندازه گیری می کنند و مدارهای ثانویه کوتاه را ممنوع می کنند. هر دو عایق گالوانیکی بین شبکه های ولتاژ بالا و تابلوهای کنترل ولتاژ پایین را فراهم می کنند. انتخاب صحیح و سیم کشی از خرابی فاجعه بار جلوگیری می کند و از اندازه گیری توان قابل اعتماد و عملکرد رله در سیستم های برق صنعتی و شهری اطمینان حاصل می کند.
