Werkingsprincipe van spanningstransformator

Het werkingsprincipe is hetzelfde als dat van de transformator, en de basisstructuur is ook een ijzeren kern en primaire en secundaire wikkelingen. Het kenmerk is dat de capaciteit erg klein en relatief constant is, en tijdens normaal bedrijf bijna onbelast is.
De impedantie van de spanningstransformator zelf is erg klein. Zodra de secundaire zijde wordt kortgesloten, zal de stroom sterk toenemen en de spoel verbranden. Om deze reden is de primaire zijde van de spanningstransformator verbonden met een zekering en is de secundaire zijde betrouwbaar geaard om te voorkomen dat de secundaire zijde een hoog potentiaal naar aarde heeft wanneer de isolatie van de primaire en secundaire zijde beschadigd is, waardoor persoonlijke en apparatuurongevallen.
De spanningstransformator voor metingen wordt over het algemeen gemaakt in een eenfasige dubbelspoelstructuur en de primaire spanning is de gemeten spanning (zoals de lijnspanning van het voedingssysteem). Het kan enkelfasig worden gebruikt of in VV-vorm worden aangesloten voor drie fasen. De spanningstransformator die in het laboratorium wordt gebruikt, heeft vaak meerdere aansluitingen aan de primaire zijde om te voldoen aan de behoeften bij het meten van verschillende spanningen. De spanningstransformator voor beschermende aarding heeft ook een derde spoel, een zogenaamde drie-spoelenspanningstransformator. De driefasige derde spoel is verbonden in een open driehoek en de twee uiteinden van de open driehoek zijn verbonden met de spanningsspoel van het aardingsbeveiligingsrelais.
Tijdens normaal bedrijf is de driefasige spanning van het voedingssysteem symmetrisch en is de som van de driefasige geïnduceerde elektromotorische kracht op de derde spoel nul. Zodra eenfasige aarding plaatsvindt, wordt het neutrale punt verplaatst en zal er een nulsequentiespanning verschijnen tussen de klemmen van de open driehoek, waardoor het relais in werking treedt en daardoor het voedingssysteem wordt beschermd.
Wanneer er een spanning met nulsequentie in de spoel verschijnt, zal er een magnetische flux met nulsequentie verschijnen in de overeenkomstige ijzeren kern. Om deze reden gebruikt deze driefasige spanningstransformator een ijzeren kern aan de zijkant (10 kV en lager) of drie eenfasige spanningstransformatoren. Voor deze transformator is de nauwkeurigheidseis van de derde spoel niet hoog, maar hij moet wel een bepaalde overexcitatiekarakteristiek hebben (dat wil zeggen, wanneer de primaire spanning toeneemt, neemt de magnetische fluxdichtheid in de ijzeren kern ook toe met een overeenkomstig veelvoud zonder schade).
Spanningstransformator is een onmisbaar elektrisch apparaat voor krachtoverbrengings- en stroomvoorzieningssystemen zoals energiecentrales en onderstations. Precisiespanningstransformator is een instrument dat in elektrische testlaboratoria wordt gebruikt om de meetlimiet te verleggen en spanning, vermogen en elektrische energie te meten. Spanningstransformatoren lijken sterk op transformatoren, die beide worden gebruikt om de spanning op de lijn te transformeren.
Waarom is het nodig om de spanning op de lijn te transformeren? Dit komt omdat de spanning op de lijn sterk varieert afhankelijk van de verschillende situaties van energieopwekking, transmissie en verbruik. Sommige zijn laagspanning 220V en 380V, en sommige zijn hoogspanning van tienduizenden volt of zelfs honderdduizenden volt. Om deze lage en hoge spanningen rechtstreeks te meten, is het noodzakelijk om overeenkomstige laag- en hoogspanningsvoltmeters en andere instrumenten en relais te maken op basis van de lijnspanning. Dit zal niet alleen grote problemen met zich meebrengen voor de productie van instrumenten, maar wat nog belangrijker is, het is onmogelijk om rechtstreeks hoogspanningsinstrumenten te maken en de spanning rechtstreeks op hoogspanningslijnen te meten, en dat is absoluut niet toegestaan.