Opbygning af Spændingsomformer

En spændingstransformator er en nedsætnings-transformator, der anvendes til at omdanne høje spændinger til brøkdelsspændinger. Måleinstrumenter som amperemålere, voltmålere og wattmålere er designet til at fungere ved lav spænding. Hvis disse måleenheder forbinder direkte med højsalgslinjer for at foretage målinger, kan de blive udbrente eller skadet. Derfor anvendes en spændingstransformator til målingsformål.

De primære vindinger af spændingstransformator er direkte forbundet til den målte linje, og dens sekundære terminaler er forbundet til måleinstrumentet. Spændingstransformatoren omdanner den høje spænding på den målte linje til en brøkdelsværdi, der er passende for måleinstrumentet.

Konstruktionen af en spændingstransformator er næsten identisk med den af en effekttransformator, dog findes der nogle mindre forskelle:

• Konstruktionen af en spændingstransformator tager hensyn til faktorer som omkostninger, effektivitet og regulering. I modsætning hertil er en spændingstransformator designet med fokus på ydeevneparametre. Specifikt forbliver forholdet mellem spænding og antallet af vindinger konstant, og fasenforskellen mellem input- og outputsignal minimeres.

• Effekttransformatorer kan møde temperaturstigningsproblemer på grund af overbelastning. Da udgangen fra en spændingstransformator er relativt lille, opstår problemet med overophedning ikke i denne.

Delene i en Spændingstransformator
Følgende er de væsentlige komponenter i en spændingstransformator.

Kernestykke

Kernestykket i en spændingstransformator kan være enten kernetype eller skalletype. I en kernetypetransformator omgiver vindingerne kernestykket. Omvendt omgiver kernestykket vindingerne i en skalletypetransformator. Skalletypetransformatorer er designet til lavspændingsoperation, mens kernetypetransformatorer anvendes til højespændingsanvendelser.
Vindinger

De primære og sekundære vindinger i en spændingstransformator er arrangeret koaksialt. Denne konfiguration anvendes for at minimere leckreaktansen.
Note om Leckreaktans: Ikke alt af fluxen, der genereres af den primære vinding af en transformator, er koblet til den sekundære vinding. En lille del af fluxen er kun forbundet med en af vindingerne, og dette kaldes leckflux. Leckflux inducerer selvreaktans i den vinding, den forbinder sig med. Reaktans, i almindelighed, refererer til modstand, som et kredsløbskomponent tilbyder mod ændringer i spænding og strøm. Denne selvreaktans kaldes leckreaktans.
I en lavspændingstransformator placeres isolation tæt ved kernestykket for at reducere isolationsrelaterede problemer. En enkelt spole fungerer som den primære vinding i en lavpotentieltransformator. Imidlertid deles den enkle spole i mindre dele i en storpotentieltransformator for at reducere isolationskravet mellem lagene.

Isolation

Bomuldstape og kambricmaterialer anvendes ofte som isolation mellem vindingerne i en spændingstransformator. I lavspændingstransformatorer anvendes typisk ikke sammensat isolation. Højespændingstransformatorer anvender olie som isolationsmedium. Transformatorer med en kapacitet, der overstiger 45kVA, anvender porcelæn som isolator.

Bushing
Et bushing er et isoleret enhed, der gør det muligt at forbinde transformatoren med det eksterne kredsløb. Bushingerne i en transformator er normalt lavet af porcelæn. Transformatorer, der anvender olie som isoleringsmedium, anvender oliefyldte bushinger.
En to-bushing-transformator anvendes i systemer, hvor linjen, den er forbundet til, ikke er ved jordpotentiale. Transformatorer, der forbinder til jordneutral, kræver kun en højespændingsbushing.
Forbindelse af Spændingstransformator
Den primære vinding af en spændingstransformator forbinder til højespændingsoverførselslinjen, hvis spænding skal måles. Sekundærvindingen af transformatoren forbinder til måleinstrumentet, som bestemmer størrelsen af spændingen.