Mesure du transformateur de courant

Un transformateur de courant (CT) est un appareil électrique essentiel utilisé pour mesurer le courant alternatif (AC) dans les systèmes électriques à haute tension et à courant élevé. Il joue un rôle essentiel dans la surveillance, la protection et le contrôle de l'alimentation en convertissant les courants primaires importants en courants secondaires standardisés plus petits (généralement 5 A ou 1 A), qui sont sûrs et faciles à mesurer avec des instruments conventionnels. Cette méthode de mesure garantit la sécurité des opérateurs et des équipements tout en permettant une collecte de données précises pour la gestion du système électrique.

Le principe de fonctionnement de la mesure par transformateur de courant est basé sur l'induction électromagnétique. Le CT est constitué de deux enroulements : un enroulement primaire et un enroulement secondaire. L'enroulement primaire est connecté en série avec le circuit dont le courant doit être mesuré et comporte généralement un petit nombre de spires (même une seule spire, formée en faisant passer le câble d'alimentation à travers le noyau du TC). L'enroulement secondaire a un plus grand nombre de spires et est connecté à des instruments de mesure, des relais de protection ou des systèmes d'acquisition de données.

Selon le principe du transformateur, le rapport du courant primaire (I₁) au courant secondaire (I₂) est inversement proportionnel au rapport du nombre de spires secondaires (N₂) aux spires primaires (N₁), exprimé par I₁/I₂ = N₂/N₁. Ce rapport est connu sous le nom de rapport CT, qui est pré-calibré pour garantir la précision des mesures. Pendant le fonctionnement, le circuit secondaire doit être maintenu fermé ; un circuit secondaire ouvert provoquerait une tension extrêmement élevée dans l'enroulement secondaire, posant un grave danger pour la sécurité et endommageant le TC.

Il existe plusieurs types de transformateurs de courant conçus pour différents scénarios de mesure. Les TC de mesure privilégient une grande précision sur une large plage de courant, ce qui les rend adaptés à la mesure de l'énergie et à l'analyse de la qualité de l'énergie. Les TC de protection, quant à eux, sont conçus pour gérer les courants de défaut (beaucoup plus élevés que le courant nominal) et fournir des signaux fiables aux relais de protection pour déclencher rapidement les circuits défectueux. De plus, les TC à noyau ouvrant offrent une commodité de mise à niveau, car ils peuvent être installés sans déconnecter le conducteur primaire.

La précision est une exigence clé pour la mesure des transformateurs de courant. Les facteurs affectant la précision incluent le matériau du noyau (généralement de l'acier au silicium ou un alliage amorphe), la conception du bobinage et l'impédance de charge du circuit secondaire. Les normes internationales (telles que la CEI 60044-1) classent les TC en classes de précision (par exemple 0,2, 0,5, 1,0) en fonction de leur erreur de mesure. Pour les applications critiques telles que la facturation de l'énergie, des TC de haute précision (classe 0,2 ou 0,5) sont nécessaires.