Stroomtransformatoren (CT's) en spanningstransformatoren (VT's, ook bekend als potentiële transformatoren, PT's) zijn instrumenttransformatoren die veel worden gebruikt in energiesystemen. Ze reduceren hoge primaire stroom of spanning tot lage, standaard secundaire waarden voor meting, bescherming en controle. Hoewel beide laagspanningsinstrumenten isoleren van hoogspanningsstroomcircuits, verschillen ze fundamenteel wat betreft werkingsprincipes, aansluitregels en belastingsvereisten.
A De stroomtransformator is ontworpen om grote belastingsstromen af te bouwen. De primaire wikkeling heeft meestal maar een paar windingen en is in serie verbonden met de voedingslijn. De secundaire wikkeling voert een proportionele, kleinere stroom, gewoonlijk 5 A of 1 A. Het kernprincipe is de wet van Ampere: de primaire magnetomotorische kracht balanceert de secundaire magnetomotorische kracht onder normale werking. Een kritische veiligheidsregel is dat de secundaire zijde nooit open mag blijven. Een open secundaire zorgt voor een extreem hoge geïnduceerde spanning, die apparatuur kan beschadigen en operators in gevaar kan brengen. Secundaire CT-circuits worden altijd kortgesloten door meters of relais, en de aangesloten belasting moet binnen het nominale bereik blijven. Typische toepassingen zijn onder meer overstroombeveiliging, energiemeting en stroombewaking in schakelapparatuur.
Een spanningstransformator daarentegen verlaagt de hoge systeemspanning naar een standaard lage secundaire spanning, zoals 100 V. De primaire wikkeling heeft veel windingen en is parallel verbonden over de fase- of fase-naar-aarde-spanning. Het werkt als een conventionele stroomtransformator op basis van de inductiewet van Faraday, waarbij een nauwkeurige spanningsverhouding wordt gehandhaafd. De secundaire zijde mag niet worden kortgesloten. Een kortsluiting genereert een enorme secundaire stroom, waardoor de wikkelingen verbranden en de transformator kapot gaat. VT's leveren referentiespanning voor beveiligingsrelais, voltmeters, vermogensfactormeters en energiemeters.
De lastendefinitie scheidt ook de twee typen. CT-belasting verwijst naar de impedantie van de secundaire lus, inclusief kabelweerstand en ingangsimpedantie van het instrument. VT-last beschrijft het totale vermogen dat wordt opgenomen door aangesloten belastingen, gemeten in volt-ampère. Nauwkeurigheidsklassen worden geselecteerd voor verschillende doeleinden: hoge nauwkeurigheidsgraden zijn vereist voor het meten van inkomsten, terwijl iets lagere graden kunnen worden gebruikt voor bescherming.
Samenvattend meten CT's de seriestroom en verbieden open secundaire circuits, terwijl VT's parallelle spanning meten en kortgesloten secundaire circuits verbieden. Beide bieden galvanische isolatie tussen hoogspanningsnetwerken en laagspanningsbedieningspanelen. Een juiste selectie en bedrading voorkomen catastrofale storingen en zorgen voor betrouwbare vermogensmeting en relaiswerking in industriële en elektrische nutssystemen.
