Kaj so instrumentni transformatorji?

Instrumentni transformatorji sorazmerno znižajo ali zmanjšajo velike vrednosti napetosti in toka, tako da jih je mogoče varno uporabljati na občutljivih instrumentih in komponentah. Ti instrumenti in komponente vključujejo ampermetre, voltmetre in pretokovne zaščitne releje. Instrumentni transformatorji so razdeljeni v dve različni kategoriji: potencialni in tokovni transformatorji. Potencialni transformator (PT) se uporablja za napajanje voltmetrov z nizko napetostjo, tokovni transformator (CT) pa zagotavlja obvladljive tokovne vrednosti za ampermetre in pretokovne releje. PT so lahko nameščeni skupaj z visokonapetostnim napajanjem v lokalnih ploščah zaganjalnika ali na daljavo v nadzornih ploščah instrumentov, medtem ko so CT na splošno nameščeni skupaj.

Visokonapetostne napajalne instalacije lahko prenašajo napetosti do 30,000 voltov, običajne distribucijske napetosti pa presegajo 13,000 voltov. Trifazna oprema, kot so električni motorji v industrijskih napravah, običajno deluje na 380 ali 500 voltov in med delovanjem pogosto porabi več sto amperov. Povprečni voltmeter ima največjo nazivno napetost od 110 do 150 voltov in nikoli ne bi mogel neposredno izmeriti teh napetosti. Da bi omogočili uporabo teh komponent, precizni instrumentni transformatorji sorazmerno zmanjšajo visoke napetosti in tokove na varne vrednosti. Instrumentni transformatorji omogočajo tudi vgradnjo vseh potrebnih instrumentov v kontrolne sobe in nadzorne objekte, pri čemer so prisotni samo nizkonapetostni kabli.

Inštalacijski transformatorji spadajo v eno od dveh ločenih kategorij. Prvi je potencialni transformator, ki napaja voltmetre z nizko vrednostjo napetosti. PT je običajno opremljen s štirimi terminali; dva za dohodno visoko napetost in dva za znižano napetost instrumenta. Vhodni ali primarni vodi PT so povezani vzporedno preko visokonapetostnega napajanja. To pomeni, da se lahko nahaja na daljavo v kontrolnih sobah, čeprav se pogosto lahko vgradi v visokonapetostne zaganjalnike, kjer je potrebna lokalna indikacija napetosti.

Druga vrsta je tokovni transformator. Ta varianta instrumentnega transformatorja meri tok in se uporablja za pogon ampermetrov in pretokovnih zaščitnih relejev. Tipični CT se od svojega brata, ki je odvisen od napetosti, razlikuje po tem, da je povezan zaporedno z napajanjem in običajno uporablja inducirano primarno napajanje in ne neposredne povezave. Da bi to dosegli, je CT izdelan z luknjo v središču, skozi katero poteka visokonapetostni kabel. Tok, ki poteka skozi kabel, inducira elektromagnetno polje v primarnem navitju CT, ki se nato zniža s sekundarnim navitjem in se napaja v instrumente preko dveh izhodnih terminalov CT.

Instrumentni transformatorji so na voljo v široki paleti izvedb in ocen in jih je mogoče izdelati po meri, da ustrezajo vsem zahtevam uporabnikov. Običajni PT in CT so dokaj majhne komponente, ki redko merijo več kot nekaj kvadratnih centimetrov. Vendar pa se za lažje merjenje nizke napetosti v primarnih distribucijskih omrežjih običajno uporabljajo veliki instrumentni transformatorji v oljni kopeli.