Tokovni transformatorji (CT) in napetostni transformatorji (VT, znani tudi kot potencialni transformatorji, PT) so instrumentalni transformatorji, ki se pogosto uporabljajo v elektroenergetskih sistemih. Zmanjšajo visok primarni tok ali napetost na nizke, standardne sekundarne vrednosti za merjenje, zaščito in nadzor. Čeprav oba izolirata nizkonapetostne instrumente od visokonapetostnih električnih tokokrogov, se bistveno razlikujeta v načelih delovanja, pravilih povezovanja in zahtevah glede obremenitve.
A tokovni transformator je zasnovan za znižanje velikih tokov obremenitve. Njegovo primarno navitje ima običajno le nekaj ovojev in je zaporedno povezano z električnim vodom. Sekundarno navitje nosi sorazmeren, manjši tok, običajno 5 A ali 1 A. Osnovno načelo je Amperov zakon: primarna magnetomotorna sila uravnoteži sekundarno magnetomotorno silo pri normalnem delovanju. Ključno varnostno pravilo je, da sekundarne strani nikoli ne smete pustiti odprte. Odprt sekundar ustvarja izjemno visoko inducirano napetost, ki lahko poškoduje opremo in ogrozi operaterje. Sekundarna vezja CT so vedno v kratkem stiku z merilniki ali releji, priključena obremenitev pa mora ostati znotraj nazivnega območja. Tipične aplikacije vključujejo zaščito pred prevelikim tokom, merjenje energije in nadzor toka v stikalnih napravah.
Napetostni transformator, nasprotno, zniža visoko sistemsko napetost na standardno nizko sekundarno napetost, kot je 100 V. Njegovo primarno navitje ima veliko ovojev in se vzporedno povezuje prek faze ali napetosti med fazo in zemljo. Deluje kot običajen močnostni transformator, ki temelji na Faradayevem indukcijskem zakonu in ohranja natančno razmerje napetosti. Na sekundarni strani ne sme biti kratkega stika. Kratek stik ustvari ogromen sekundarni tok, ki zažge navitja in uniči transformator. VT napajajo referenčno napetost za zaščitne releje, voltmetre, merilnike faktorja moči in števce energije.
Opredelitev bremena prav tako ločuje obe vrsti. Obremenitev CT se nanaša na impedanco sekundarne zanke, vključno z uporom kabla in vhodno impedanco instrumenta. Obremenitev VT opisuje skupno moč, ki jo porabijo priključene obremenitve, merjeno v volt-amperih. Razredi točnosti so izbrani za različne namene: visoke stopnje točnosti so potrebne za merjenje prihodkov, nekoliko nižje stopnje pa se lahko uporabljajo za zaščito.
Če povzamemo, CT-ji merijo serijski tok in prepovedujejo odprta sekundarna vezja, medtem ko VT-ji merijo vzporedno napetost in prepovedujejo kratka sekundarna vezja. Oba zagotavljata galvansko ločitev med visokonapetostnimi omrežji in nizkonapetostnimi centralami. Pravilna izbira in ožičenje preprečita katastrofalne okvare in zagotovita zanesljivo merjenje moči in delovanje relejev v industrijskih in javnih električnih sistemih.
