30.1 : Messwandler

Messtransformatoren, bestehend aus Spannungswandlern (VTs) und Stromwandlern (CTs), spielen in Umspannwerken eine entscheidende Rolle, indem sie isolierte Nachbildungen von Strom oder Spannung für Mess- und Schutzzwecke bereitstellen. Spannungstransformatoren reduzieren die Primärspannung auf ein für Relaisbetrieb und Messung geeignetes Niveau, während Stromtransformatoren den Primärstrom herunterskalieren. Die Primärwicklung eines Stromwandlerss besteht oft aus einer einzigen Windung, die dadurch erreicht wird, dass der Primärleiter des Stromsystems durch seinen Kern geführt wird, obwohl einige Anwendungen mehrere Primärwindungen erfordern können.

Aus Schutzgründen sind Spannungswandler idealerweise so ausgelegt, dass sie eine verkleinerte, phasengleiche Darstellung der Primärspannung erzeugen. Die Sekundärseite eines Spannungswandlers sollte an ein Spannungserfassungsgerät mit hoher Impedanz angeschlossen werden, um sicherzustellen, dass die gesamte Sekundärspannung am Erfassungsgerät anliegt. Umgekehrt sollte die Sekundärseite eines Stromwandlers an ein Stromerfassungsgerät mit niedriger Impedanz angeschlossen werden, um sicherzustellen, dass der gesamte Sekundärstrom durch das Erfassungsgerät fließen kann.

In praktischen Anwendungen können bei Spannungstransformatoren Spannungsabfälle und Phasenwinkelunterschiede zwischen der Primär- und der Sekundärseite auftreten. In ähnlicher Weise kann bei Stromwandlern ein Teil des Stroms zwischen dem niederohmigen Sensorgerät und der Shunt-Erregungsimpedanz des Transformators aufgeteilt werden. Die Leistung eines Stromtransformators hängt weitgehend von seiner Fähigkeit ab, den Primärstrom ohne signifikante Fehler oder Sättigungseffekte genau zu reproduzieren.

Diese Transformatoren sind für den präzisen Betrieb von Schutzrelais und Messgeräten unerlässlich und gewährleisten den sicheren und zuverlässigen Betrieb von Stromsystemen. Durch die Herunterskalierung hoher Spannungen und Ströme ermöglichen Messtransformatoren die Überwachung und Steuerung elektrischer Parameter in handhabbaren Bereichen und sorgen so für die Aufrechterhaltung der Systemstabilität und des Schutzes.