Un trasformatore potenziale, noto anche come trasformatore di tensione, è un trasformatore di strumenti vitale ampiamente applicato nei sistemi di alimentazione ad alta tensione. La sua funzione principale è ridurre l'elevata tensione del sistema a una tensione secondaria bassa e standardizzata per scopi di misurazione, conteggio e protezione dei relè. Consente un funzionamento sicuro isolando gli operatori e le apparecchiature a bassa tensione da pericolosi circuiti ad alta tensione.
L'avvolgimento primario di un trasformatore potenziale si collega direttamente alla linea ad alta tensione, mentre l'avvolgimento secondario alimenta dispositivi di misurazione come voltmetri, contatori di energia e relè di protezione. In normali condizioni di funzionamento il lato secondario non deve mai essere cortocircuitato. I guasti da cortocircuito genereranno una corrente eccessiva, surriscalderanno l'avvolgimento e causeranno danni permanenti all'unità. Per motivi di sicurezza, il circuito secondario e l'alloggiamento metallico devono essere sempre collegati a terra in modo affidabile.
L'elevata precisione di misurazione è una caratteristica chiave dei potenziali trasformatori. Sono prodotti per soddisfare rigorose classi di precisione per la fatturazione energetica commerciale. Le unità di buona qualità mantengono un rapporto di trasformazione stabile e un basso sfasamento nell'intervallo di carico nominale. Ciò garantisce che le letture della tensione e il calcolo della potenza rimangano affidabili per la misurazione dell'elettricità. Vengono selezionati diversi gradi di precisione in base all'applicazione effettiva: tipi di precisione più elevata vengono utilizzati per la misurazione delle entrate, mentre i modelli di livello generale servono per il monitoraggio e la protezione.
I trasformatori potenziali si dividono in due categorie principali: di tipo elettromagnetico e di tipo capacitivo. I trasformatori di potenziale elettromagnetico funzionano secondo i principi dei normali trasformatori, adatti a livelli di media e alta tensione. I trasformatori di potenziale capacitivo adottano una struttura di divisione della tensione capacitiva, che è più economica per le reti di trasmissione ad altissima tensione. Sono disponibili vari stili di installazione, comprese le versioni montate su armadio per interni e montate su palo per esterni per adattarsi a sottostazioni, armadi di distribuzione e impianti di alimentazione sul campo.
Le prestazioni di isolamento determinano la durata e la sicurezza operativa. I prodotti per uso esterno sono progettati per resistere all'umidità, alle variazioni di temperatura e all'inquinamento. Un isolamento adeguato previene scariche parziali e scariche elettriche in condizioni di sovratensione. La manutenzione regolare comprende il controllo dello stato dell'isolamento, del collegamento a terra e dell'integrità del circuito secondario.
In sintesi, i trasformatori di potenziale fungono da ponte di sicurezza e di misurazione tra la rete ad alta tensione e le apparecchiature di controllo a bassa tensione. Senza di essi la misurazione diretta della tensione sulle linee ad alta tensione sarebbe impossibile. La corretta selezione del modello, l'installazione standard e l'ispezione regolare aiutano i sistemi di alimentazione a funzionare in modo sicuro e accurato.
