Construcció de Transformador de Potencial

Un transformador de potencial o tensió és un transformador reductor utilitzat per transformar valors d'alta tensió en valors fraccionals. Instruments de mesura com ampermetres, voltmetres i vatímetres estan dissenyats per funcionar amb baixa tensió. Connectar aquests dispositius de mesura directament a línies d'alta tensió per a la mesura els podria fer cremar o danificar. Per això, es fa servir un transformador de potencial per a propòsits de mesura.

Les bobines primàries del transformador de potencial són connectades directament a la línia a mesurar, i els seus terminais secundaris són connectats al metre de mesura. El transformador de potencial converteix l'alta tensió de la línia a mesurar en un valor fraccional adequat per a l'instrument de mesura.

La construcció d'un transformador de potencial és gairebé idèntica a la d'un transformador d'energia, però hi ha algunes petites diferències:

• La construcció d'un transformador de potencial pren en compte factors com el cost, l'eficiència i la regulació. En canvi, un transformador de potencial està dissenyat amb èmfasi en paràmetres de rendiment. Específicament, la relació entre la tensió i el nombre de voltants roman constant, i la diferència de fase entre els senyals d'entrada i sortida s'ha minimitzat.

• Els transformadors d'energia poden trobar-se amb problemes de pujada de temperatura degut a sobrecàrrega. Com que la sortida d'un transformador de potencial és relativament petita, no es produeix el problema de sobrecalentament en ell.

Parts d'un Transformador de Potencial
A continuació es detallen els components essencials d'un transformador de potencial.

Núcle

El núcle d'un transformador de potencial pot ser del tipus núcle o del tipus capsa. En un transformador del tipus núcle, les bobines envolten el núcle. Al contrari, en un transformador del tipus capsa, el núcle envolta les bobines. Els transformadors del tipus capsa estan dissenyats per operacions de baixa tensió, mentre que els transformadors del tipus núcle s'utilitzen per aplicacions d'alta tensió.
Bobines

Les bobines primàries i secundàries d'un transformador de potencial estan disposades coaxialment. Aquesta configuració s'adopta per minimitzar la reactància de fuita.
Nota sobre la Reactància de Fuita: No tot el flux generat per la bobina primària d'un transformador s'acopla a la bobina secundària. Una petita fracció del flux està associada només a una de les bobines, i això es diu flux de fuita. El flux de fuita induce una autoreactància en la bobina amb la qual s'enllaça. En general, la reactància fa referència a l'oportunitat que ofereix un element de circuit al canvi de tensió i corrent. Aquesta autoreactància és coneguda com a reactància de fuita.
En un transformador de baixa tensió, s'afegeix aïllament aprop del núcle per mitigar problemes relacionats amb l'aïllament. Un únic coli serveix com a bobina primària en un transformador de baix potencial. Tanmateix, en un gran transformador de potencial, el coli únic es divideix en parts més petites per reduir els requisits d'aïllament entre capes.

Aïllament

Es fan servir cintes de cotó i materials de cambric com aïllament entre les bobines d'un transformador de potencial. En transformadors de baixa tensió, normalment no es fa servir aïllament compost. Els transformadors d'alta tensió fan servir oli com a mitjà aïllant. Els transformadors amb una capacitat superior a 45 kVA fan servir porcellana com a aïllant.

Botó
Un botó és un dispositiu aïllat que permet la connexió del transformador al circuit extern. Els botons del transformador solen estar fets de porcellana. Els transformadors que fan servir oli com a mitjà aïllant fan servir bots plens d'oli.
Un transformador de dos bots s'utilitza en sistemes on la línia a la qual està connectat no té tensió de terra. Els transformadors connectats a neutre de terra només requereixen un bot d'alta tensió.
Connexió del Transformador de Potencial
La bobina primària d'un transformador de potencial s'connecta a la línia d'alta tensió de transmissió la qual tensió s'ha de mesurar. La bobina secundària del transformador s'connecta al metre de mesura, que determina la magnitud de la tensió.