Ang dalawang pangunahing uri ng instrument transformers sa isang power system.

I. Voltage Transformer (VT)

Ang Voltage Transformer (Potential Transformer, na tinatawag ding PT; Voltage Transformer, na tinatawag ding VT) ay isang elektrikal na aparato na ginagamit para baguhin ang lebel ng voltage sa mga circuit ng kuryente.

1. Pagsasagawa ng Prinsipyo

Ang voltage transformer ay gumagana batay sa prinsipyo ng electromagnetikong induksyon at may estruktura na katulad ng isang pangkaraniwang transformer, na binubuo nang pangunahing winding, sekondaryang winding, at core. Ang pangunahing winding ay konektado sa parallel sa mataas na voltage na circuit na sinusukat at may maraming bilang ng turns.

Ang sekondaryang winding, na may kaunti pang turns, ay konektado sa mga instrumento ng pagsukat, protective relays, at iba pang loads. Sa normal na kondisyon ng paggana, ang secondary side ay halos nasa estado ng open-circuit. Ayon sa batas ng electromagnetikong induksyon, ang ratio ng primary at secondary voltage ay katumbas ng ratio ng turns (U₁/U₂ = N₁/N₂). Ito ay nagbibigay-daan upang ang mataas na voltage ay ma-step down nang proporsyonal sa isang estandar na mababang voltage (karaniwang 100V o 100/√3 V), na nagpapaligtas at angkop para sa mga device ng pagsukat at proteksyon.

Ang kanyang electrical symbol ay gayon:

2. Mga Tungkulin

• Pagsukat ng Voltage: Inililipat ang mataas na system voltages sa estandar na mababang voltages (halimbawa, 100V o 100/√3 V) para sa paggamit ng voltmeters, energy meters, at iba pang mga instrumento ng pagsukat, na nagbibigay-daan sa real-time monitoring ng power system voltage.
• Relay Proteksyon: Nagbibigay ng reliable na voltage signals sa protective relays para sa overvoltage, undervoltage, at iba pang mga tungkulin ng proteksyon. Kapag nangyari ang abnormal na kondisyon ng voltage, ang sistema ng proteksyon ay tumutugon nang mabilis, nag-trigger ng trip command upang i-isolate ang faulty na circuit at tiyakin ang seguridad ng sistema at equipment.
• Energy Metering at Billing: Nagtutrabaho kasama ang energy meters upang tumpakin ang accurate na sukat ng power consumption sa high-voltage circuits. Ito ay nagbibigay ng mahalagang pundasyon para sa utility billing at energy settlement.

3. Katangian

• Mataas na Pagkakatugma: Ang mga measurement-grade voltage transformers ay may mataas na klase ng pagkakatugma (halimbawa, 0.2, 0.5) upang tiyakin ang precise na pagsukat ng voltage at energy metering. Ang protection-grade VTs ay pinapahalagahan ang mabilis na tugon at may relatibong mas mababang klase ng pagkakatugma (halimbawa, 3P, 6P).
• Mataas na Kahilingan sa Insulation: Ang high-voltage VTs ay kailangan matiis sa mataas na operating voltages at karaniwang gumagamit ng oil-immersed, SF₆ gas, o solid resin insulation para sa stable at reliable na performance. Ang low-voltage VTs ay kadalasang dry-type, na may simple na estruktura at madali na maintenance.
• Secondary Side Dapat Hindi Ma-short-circuited: Ang short circuit sa secondary side ay maaaring mag-produce ng napakataas na current, na maaaring lumikha ng sobrang init at sirain ang windings. Kaya, ang secondary circuit ay dapat protektahan ng fuses o miniature circuit breakers.

4. Mga Application Scenarios

• Mataas na Voltage Applications: Angkop para sa transmission lines at substations na may voltages na 1 kV at higit pa (halimbawa, 10 kV, 35 kV, 110 kV systems). Ginagamit upang monitorin ang busbar o line voltages at magbigay ng input sa mga sistema ng proteksyon, na nag-aasikaso ng ligtas at stable na grid operation.
• Mababang Voltage Applications: Angkop para sa distribution systems na nasa ibaba ng 1 kV (halimbawa, 220V residential circuits, 380V industrial systems). Karaniwang nakainstala sa low-voltage switchgear para sa monitoring ng consumer-side voltage o interfacing sa energy meters para sa power measurement.

II. Current Transformer (CT)

Ang current transformer (CT), na kilala rin bilang current transducer, ay isang instrument transformer na, sa normal na kondisyon ng paggana, naglalabas ng sekondaryang current na proporsyonal sa primary current, na may phase difference na lumapit sa zero kapag tama ang koneksyon.

1. Pagsasagawa ng Prinsipyo

Ang current transformer ay gumagana batay sa prinsipyo ng electromagnetikong induksyon at may estruktura na katulad ng isang pangkaraniwang transformer, na binubuo ng primary winding, sekondaryang winding, at magnetic core. Ang primary winding ay konektado sa series sa circuit na sinusukat at may kaunti pang turns (minsan lang isang turn), na nagdadala ng mataas na primary current.

Ang sekondaryang winding, na may maraming turns, ay konektado sa series sa mga instrumento ng pagsukat, protective relays, at iba pang loads, na bumubuo ng saradong loop. Sa normal na paggana, ang secondary side ay halos nasa estado ng short-circuit. Ayon sa electromagnetikong induksyon, ang ratio ng primary at secondary current ay inversely proportional sa ratio ng turns (I₁/I₂ = N₂/N₁). Ito ay nagbibigay-daan upang ang malaking currents ay ma-scale down nang proporsyonal sa estandar na mababang level ng currents (karaniwang 5A o 1A), na nagpapadali ng pagsukat, monitoring, at proteksyon.

Ang kanyang electrical symbol ay gayon:

Ang ratio ng primary at secondary rated current ng current transformer ay tinatawag na current transformation ratio (Ke). Ang expression para sa current transformation ratio ay:

Note:

• W₁, W₂ ay ang bilang ng turns sa primary at sekondaryang windings ng transformer, respectively;
• I₁ₑ, I₂ₑ ay ang rated currents ng primary at sekondaryang windings, respectively;
• I₁, I₂ ay ang aktwal na currents sa primary at sekondaryang windings, respectively.

2. Mga Tungkulin

• Pagsukat ng Current: Inililipat ang mataas na primary currents sa estandar na mababang sekondaryang currents (halimbawa, 5A o 1A), na nagbibigay-daan sa ammeters, energy meters, at iba pang mga instrumento upang monitorin ang load current sa real time.
• Relay Proteksyon: Nagbibigay ng current signals sa protective relays para sa overcurrent, differential, at distance protection. Kapag nangyari ang mga fault tulad ng short circuits o overloads, ang sistema ng proteksyon ay nag-trigger ng trip signal upang idisconnect ang power supply, na nagpaprevent ng pagkasira ng equipment at instability ng sistema.
• Electrical Isolation: Nagbibigay ng galvanic isolation sa pagitan ng high-voltage/high-current primary circuit at low-voltage secondary circuits na ginagamit para sa pagsukat, control, at proteksyon. Ito ay nag-aasikaso ng seguridad ng mga tao at secondary equipment.

3. Katangian

• Mataas na Reliability: Kailangan matiis sa mataas na mekanikal at thermal stresses sa panahon ng short-circuit events. Ang CTs ay disenyo ng may excellent dynamic at thermal stability upang manatili intakt sa ilalim ng extreme fault conditions.
• Multiple Winding Design: Ang high-voltage CTs kadalasang may multiple sekondaryang windings—isa para sa metering (high accuracy, halimbawa, class 0.5) at isa pa para sa proteksyon (wide range at mabilis na tugon, halimbawa, class 5P o 10P). Ang low-voltage CTs ay tipikal na may single o dual windings upang tugunan ang basic application needs.
• Secondary Side Dapat Hindi Ma-open-circuited: Ang open circuit sa secondary side ay maaaring mag-induce ng napakataas na voltages (hanggang sa ilang kV) sa across ng winding, na nagpapaharap sa seryosong risks ng insulation breakdown, damage sa equipment, at electric shock. Kaya, ang secondary circuit ay dapat manatili closed sa panahon ng operasyon—ang pagbubuksan nito ay mahigpit na ipinagbabawal.

4. Mga Application Scenarios

• Mataas na Voltage Applications: Ginagamit sa transmission lines at substations na may voltages na 1 kV at higit pa (halimbawa, 10 kV, 35 kV, 110 kV systems). Malawak na inilapat sa current monitoring at proteksyon ng critical equipment tulad ng transformers, circuit breakers, at busbars, na naglalaro ng vital na papel sa pag-aasikaso ng reliability at seguridad ng grid.
• Mababang Voltage Applications: Inilapat sa distribution systems na nasa ibaba ng 1 kV (halimbawa, industrial workshops, commercial buildings, residential complexes). Tipikal na nakainstala sa low-voltage switchboards o distribution panels para sa branch circuit monitoring, energy metering, o integration sa residual current devices (RCDs) at smart meters upang mapabilis at ligtas na manage ang power usage.