A spanningstransformator is een instrument dat wordt gebruikt om spanning te transformeren. Het doel van spanningstransformatoren om spanning om te zetten is voornamelijk om stroom te leveren aan meetinstrumenten en relaisbeveiligingsapparaten, om de spanning, het vermogen en de elektrische energie van lijnen te meten, of om waardevolle apparatuur, motoren en andere apparatuur in de lijn te beschermen wanneer de lijn mislukt. Transformatoren, dus de capaciteit van spanningstransformatoren is erg klein, over het algemeen slechts een paar volt, tientallen volt, en het maximum is niet groter dan duizend volt.

De impedantie van de spanningstransformator zelf is erg klein. Zodra de secundaire zijde wordt kortgesloten, zal de stroom sterk toenemen en zal de spoel verbranden. Om deze reden is de primaire zijde van de spanningstransformator verbonden met een zekering en is de secundaire zijde betrouwbaar geaard, om persoonlijke ongelukken en apparatuurongevallen te voorkomen die worden veroorzaakt door het hoge potentiaal naar de aarde aan de secundaire zijde wanneer de isolatie van de spanningstransformator primaire en secundaire zijden zijn beschadigd.

Tijdens normaal bedrijf zijn de driefasige spanningen van het voedingssysteem symmetrisch en is de som van de driefasige geïnduceerde elektromotorische krachten op de derde spoel nul. Zodra de eenfasige aarding plaatsvindt, wordt het neutrale punt verplaatst en verschijnt de nulsequentiespanning tussen de klemmen van de open driehoek om het relais te laten werken, waardoor het voedingssysteem wordt beschermd.

Als er een spanning met nulsequentie in de spoel verschijnt, zal er een magnetische flux met nulsequentie verschijnen in de overeenkomstige ijzeren kern. Daartoe gebruikt deze driefasige spanningstransformator een zijjukkern (bij 10 kV en lager) of gebruikt hij drie eenfasige spanningstransformatoren. Voor dit soort transformator is de nauwkeurigheid van de derde spoel niet hoog, maar deze vereist bepaalde overexcitatie-eigenschappen (dat wil zeggen dat wanneer de primaire spanning toeneemt, de magnetische fluxdichtheid in de ijzeren kern ook met een overeenkomstig veelvoud toeneemt zonder schade).