Qu'est-ce qu'un transformateur de courant ?

Dans l’industrie électrique, les transformateurs de courant (TC) sont souvent considérés comme des gardiens silencieux. Bien que parfois négligé, leur rôle pour garantir un fonctionnement sûr et fiable des systèmes électriques est indispensable. Aujourd'hui, explorons ce composant essentiel et ses principes, types et applications.

1. Concept de base et principe de fonctionnement des transformateurs de courant

(1) Définition et fonction

Un transformateur de courant (CT) est un appareil électrique qui convertit des courants primaires élevés en courants faibles proportionnels. Sa fonction principale est de fournir de petits courants mesurables aux compteurs, relais et dispositifs de protection, permettant une surveillance, une mesure et une protection précises des systèmes électriques.

Par exemple, dans un système haute tension, les courants primaires peuvent atteindre des milliers d’ampères. La mesure directe est peu pratique et dangereuse. En utilisant un TC, le courant important peut être transformé en un courant secondaire standard de 5 A ou 1 A, sans danger pour les instruments de mesure et les dispositifs de protection.

(2) Principe de fonctionnement

Le principe est basé sur l'induction électromagnétique. Lorsque le courant primaire circule dans l'enroulement primaire du TC, il génère un flux magnétique alternatif dans le noyau. Ce flux induit une force électromotrice (FEM) dans l'enroulement secondaire, produisant un courant secondaire proportionnel.

Si un TC a un rapport de 1 000 : 5, un courant primaire de 1 000 A correspond à un courant secondaire de 5 A, qui peut ensuite être mesuré ou surveillé en toute sécurité.

2. Types et caractéristiques des transformateurs de courant

(1) Par demande

TC de mesure – Haute précision, utilisés pour le comptage et la mesure de l'énergie. Les classes de précision incluent 0,1, 0,2, 0,5, 1,0, etc.

TC de protection – Conçus pour fonctionner de manière fiable en cas de défauts, fournissant des signaux aux relais de protection. Ils ont de fortes caractéristiques de saturation pour gérer des courants de court-circuit élevés.

(2) Par installation

TC de type traversant – Les barres omnibus ou les traversées traversent le noyau du TC ; structure simple, largement utilisée dans les sous-stations.

TC de type poteau – Installés sur poteaux isolants, compacts et légers ; courant dans les équipements extérieurs à haute tension.

TC de type traversée – Intégrés dans les traversées du transformateur ou du disjoncteur ; excellente isolation et fiabilité.

(3) Par support isolant

TC de type sec – Isolation en résine époxy ou silicone ; ignifuge, compact et adapté à une utilisation intérieure.

TC immergés dans l'huile – Utiliser de l'huile isolante ; excellente isolation et refroidissement, mais nécessite un entretien.

TC à isolation gazeuse SF6 – Compacts, légers et fiables, mais plus chers et plus complexes à fabriquer.

3. Paramètres clés et performances

Rapport de transformation – Rapport du courant primaire au secondaire (par exemple, 1 000 : 5).

Classe de précision – Définit la précision des mesures (0,1, 0,2, 0,5, 1,0, etc.).

Charge nominale (VA) – Charge secondaire maximale autorisée sans perte de performances.

Facteur de saturation – Capacité à résister à des courants de défaut élevés sans distorsion.

4. Considérations d'installation et de sécurité

Sélectionnez les points d'installation en fonction des besoins de mesure ou de protection.

Choisissez la bonne méthode de connexion (monophasé, étoile ou triangle).

Ne laissez jamais le côté secondaire ouvert lorsqu’il est sous tension – cela peut créer des tensions élevées dangereuses.

Évitez les surcharges secondaires pour éviter une surchauffe ou des erreurs de mesure.

5. Entretien et inspection

Contrôles de routine – Inspectez le boîtier, le câblage et la résistance d'isolation.

Traitement des défauts – Résolvez immédiatement les circuits ouverts secondaires, les ruptures d’isolation ou les erreurs accrues.

Tests préventifs – Effectuez régulièrement des tests de rapport, des contrôles d'isolation et des mesures de saturation.

6. Études de cas d'application

Comptage d'énergie – Les TC réduisent les courants importants pour une facturation précise dans les sous-stations.

Protection des relais – Fournit des signaux d'entrée aux relais pendant les défauts pour un déclenchement rapide.

Automatisation industrielle – Utilisé dans les moteurs, les entraînements et le contrôle à fréquence variable pour la protection contre les surcharges et les courts-circuits.

Résumé:

Les transformateurs de courant sont indispensables pour un fonctionnement sûr, précis et fiable des systèmes électriques. Ils permettent une mesure précise, une protection efficace des relais et une surveillance du système.

Tendances futures :

CT intelligents – Surveillance, diagnostics et auto-étalonnage en temps réel.

Miniaturisation – Conceptions compactes pour appareillages et équipements modernes.

Haute précision – Précision améliorée pour la facturation de l’énergie et contrôle avancé.

Haute fiabilité – Durée de vie plus longue et meilleures performances dans des conditions difficiles.

Les TC continueront d’évoluer en tant que composants intelligents, fiables et efficaces des réseaux intelligents modernes.