Wat zijn instrumenttransformatoren?
Instrumenttransformatoren stappen proportioneel af of verlagen grote spannings- en stroomwaarden zodat ze veilig kunnen worden gebruikt op gevoelige instrumenten en componenten. Deze instrumenten en componenten omvatten ampères, voltmeters en overstroombeveiligingsrelais. Instrumenttransformatoren vallen in twee verschillende categorieën: potentiële en huidige transformatoren. Een potentiaaltransformator (PT) wordt gebruikt om een lage spanning aan voltmeters te leveren, en een stroomtransformator (CT) levert beheersbare stroomkleppen voor ampèremeters en overstroomrelais. PT's kunnen zich op dezelfde locatie bevinden als de hoogspanningstoevoer in lokale startpanelen of op afstand in instrumentbedieningspanelen, terwijl CT's zich meestal op dezelfde locatie bevinden.
Hoogspanningsvoedingsinstallaties kunnen spanningen dragen van 30.000 volt met gemeenschappelijke distributiespanningen van meer dan 13.000 volt. Driefasige apparatuur zoals elektromotoren in industriële installaties werken meestal op 380 of 500 volt en verbruiken vaak enkele honderden ampères tijdens bedrijf. De gemiddelde voltmeter heeft een maximale nominale spanning van 110 tot 150 volt en kan deze spanningen nooit direct meten. Om het gebruik van deze componenten mogelijk te maken, reduceren precisie-instrumenttransformatoren proportioneel de hoge spanningen en stromen tot veilige waarden. Met instrumenttransformatoren kunnen ook alle vereiste instrumenten worden geïnstalleerd in controlekamers en bewakingsfaciliteiten met alleen laagspanningskabels aanwezig.
Installatietransformatoren vallen in een van twee afzonderlijke categorieën. De eerste is de potentiële transformator die voltages van lage waarde levert. De PT is typisch uitgerust met vier terminals; twee voor de inkomende hoogspanning en twee voor de verminderde instrumentspanning. De inkomende of primaire leidingen van de PT zijn parallel verbonden over de hoogspanningstoevoer. Dit betekent dat het op afstand in controlekamers kan worden geplaatst, hoewel het vaak kan worden gemonteerd in hoogspanningsstarterpanelen waar lokale spanningsindicatie vereist is.
Het tweede type is de huidige transformator. Deze instrument-transformatorvariant meet de stroom en wordt gebruikt om ampèremeters en overstroombeveiligingsrelais aan te sturen. De typische CT verschilt van zijn spanningsafhankelijke broer of zus doordat deze in serie is geschakeld met de voeding en meestal een geïnduceerde primaire voeding gebruikt en geen directe verbinding. Om dit te bereiken, wordt een CT geproduceerd met een gat in het midden waardoor een hoogspanningskabel loopt. De stroom die door de kabel passeert, induceert een elektromagnetisch veld in de primaire wikkeling van de CT, die vervolgens wordt afgebouwd door de secundaire wikkeling en via de twee uitgangsklemmen van de CT naar de instrumenten wordt gevoerd.
Instrumenttransformatoren zijn beschikbaar in een groot aantal ontwerpen en beoordelingen en kunnen op maat worden gebouwd om aan alle gebruikersvereisten te voldoen. Veelvoorkomende PT's en CT's zijn vrij kleine componenten, die zelden meer dan een paar vierkante centimeter meten. Grote oliebadinstrumenttransformatoren worden echter gewoonlijk gebruikt om laagspanningsmetingen in primaire distributienettoepassingen te vergemakkelijken.