Bouw van Potentietransformator

Een potentietransformator of spanningstransformator is een verlaagtransformator die wordt gebruikt om hoge spanningwaarden om te zetten in fractiewaarden. Meetinstrumenten zoals ammeters, voltmeters en wattmeters zijn ontworpen voor lage-spanningsoperatie. Het direct aansluiten van deze meetapparaten op hoogspanningslijnen voor meting kan ertoe leiden dat ze doorbranden of beschadigd raken. Daarom wordt een potentietransformator gebruikt voor meetdoeleinden.

De primaire windingen van de potentietransformator zijn direct verbonden met de te meten lijn, en de secundaire aansluitingen zijn verbonden met het meetapparaat. De potentietransformator zet de hoge spanning van de te meten lijn om in een fractiewaarde die geschikt is voor het meetinstrument.

De constructie van een potentietransformator is bijna identiek aan die van een krachttransformatie, maar er zijn enkele kleine verschillen:

• Bij de constructie van een potentietransformator worden factoren als kosten, efficiëntie en regeling in overweging genomen. Tegenovergesteld hiervan is een potentietransformator ontworpen met focus op prestatieparameters. Specifiek blijft het verhoudingsgetal tussen spanning en het aantal windingen constant, en wordt het fasenverschil tussen de ingangssignalen en uitgangssignalen geminimaliseerd.

• Krachttransformatoren kunnen temperatuurstijgingen ondervinden als gevolg van overbelasting. Aangezien de uitvoer van een potentietransformator relatief klein is, doet het probleem van oververhitting zich bij deze niet voor.

Onderdelen van een Potentietransformator
Hieronder staan de essentiële componenten van een potentietransformator.

Kern

De kern van een potentietransformator kan van het kern-type of het behuizingstype zijn. Bij een kern-transformatie omringen de windingen de kern. Omgekeerd, bij een behuizingstransformator omringt de kern de windingen. Behuizingstransformatoren zijn ontworpen voor lage-spanningsoperaties, terwijl kern-transformatoren worden gebruikt voor hoge-spanningsapplicaties.
Windingen

De primaire en secundaire windingen van een potentietransformator zijn coaxiaal gerangschikt. Deze configuratie wordt aangenomen om de lekreactantie te minimaliseren.
Opmerking over lekreactantie: Niet al het veld dat wordt gegenereerd door de primaire winding van een transformator wordt gekoppeld aan de secundaire winding. Een klein deel van het veld is alleen met één van de windingen verbonden, en dit wordt de lekveld genoemd. Het lekveld veroorzaakt zelfreactantie in de winding waarmee het verbonden is. Reactantie verwijst in het algemeen naar de tegenstand die een schakelelement biedt aan de verandering in spanning en stroom. Deze zelfreactantie staat bekend als lekreactantie.
Bij een laagspanningstransformator wordt isolatie naast de kern geplaatst om isolatiegerelateerde problemen te verminderen. Een enkele spoel dient als primaire winding in een lage-potentietransformator. Echter, in een grote potentietransformator wordt de enkele spoel in kleinere delen verdeeld om de isolatievereisten tussen lagen te verlagen.

Isolatie

Katoenen tape en kamgaren worden vaak gebruikt als isolatie tussen de windingen van een potentietransformator. Bij laagspanningstransformatoren wordt samengestelde isolatie meestal niet toegepast. Hoogspanningstransformatoren gebruiken olie als isolatiemedium. Transformatoren met een rating boven de 45 kVA gebruiken porselein als isolator.

Busbar
Een busbar is een geïsoleerd apparaat dat de verbinding van de transformator met het externe circuit mogelijk maakt. De busbars van een transformator zijn meestal gemaakt van porselein. Transformatoren die olie gebruiken als isolatiemedium, maken gebruik van olievullende busbars.
Een twee-busbar transformator wordt gebruikt in systemen waarbij de lijn waaraan hij is verbonden niet op grondpotentieel staat. Transformatoren die met de grondneutraal zijn verbonden, vereisen slechts één hoogspanningsbusbar.
Aansluiting van Potentietransformator
De primaire winding van een potentietransformator is verbonden met de hoogspanningsvoedingslijn waarvan de spanning gemeten moet worden. De secundaire winding van de transformator is verbonden met het meetapparaat, dat de grootte van de spanning bepaalt.