Introduction
Un transformateur de courant mesure indirectement le courant électrique en transformant un courant primaire plus important en un courant secondaire proportionnel plus petit. Ce principe permet de surveiller les systèmes électriques transportant un courant élevé à l'aide de compteurs et d'autres appareils conçus pour des niveaux de courant inférieurs.
Les transformateurs de courant sont largement utilisés dans les systèmes de distribution, les appareillages de commutation, les équipements industriels, la mesure de l'énergie et la protection électrique. Au lieu de connecter directement un instrument de mesure à un conducteur de courant élevé-, le TC fournit un signal de courant proportionnel qui représente le courant primaire.
Comprendre ce processus de mesure est important lors de la sélection d'un TC et de l'interprétation des lectures fournies par l'équipement de mesure connecté.
Induction électromagnétique
Le processus de mesure d'un transformateur de courant est basé sur l'induction électromagnétique.
Lorsque le courant traverse le conducteur primaire, il crée un champ magnétique autour du conducteur. Dans un système à courant alternatif-, le champ magnétique change continuellement avec le courant électrique.
Le noyau magnétique du CT fournit un chemin pour le flux magnétique résultant. Ce flux changeant interagit avec l'enroulement secondaire et induit un courant secondaire.
Le courant secondaire est lié au courant primaire par le rapport de transformation CT.
Comprendre le rapport CT
Le rapport de transformation de courant est essentiel pour comprendre comment le courant électrique est mesuré.
Par exemple, considérons un TC évalué à 800/5A. Cela signifie qu'un courant primaire de 800 A correspond à un courant secondaire d'environ 5 A dans les conditions nominales.
Si le courant primaire est de 400 A, le courant secondaire sera d'environ 2,5 A dans des conditions idéales.
Un instrument de mesure connecté au côté secondaire n'a normalement pas besoin de transporter la totalité du courant primaire. Au lieu de cela, il mesure le courant secondaire le plus petit et utilise le rapport CT pour déterminer le courant primaire correspondant.
Exemple de mesure de courant
Supposons qu'un panneau électrique industriel utilise un transformateur de courant 500/5A.
Si le courant secondaire mesuré par le compteur est de 3A, le courant primaire correspondant peut être estimé à l'aide du rapport CT.
Le rapport est :
500 ÷ 5 = 100
Par conséquent, une lecture secondaire 3A correspond à environ :
3 × 100=300Un courant primaire.
Ceci illustre comment un appareil de mesure peut déterminer un courant primaire important en mesurant uniquement le courant secondaire le plus petit.
La précision réelle des mesures dépend des spécifications du CT et des conditions de fonctionnement.
Le rôle de l'appareil de mesure
Le CT n'affiche normalement pas le courant par lui-même. Au lieu de cela, il fournit un signal de courant à un instrument de mesure ou à un système de surveillance.
L'équipement connecté peut être un ampèremètre, un wattmètre, un compteur d'énergie, un compteur numérique, un système d'acquisition de données ou tout autre dispositif de surveillance.
L'équipement de mesure interprète le courant secondaire en fonction du rapport CT et affiche ou traite la valeur électrique correspondante.
Les compteurs numériques modernes peuvent être configurés avec le rapport CT afin que l'affichage représente directement le courant primaire.
Facteurs affectant la précision des mesures
Bien que le principe de base des mesures soit simple, plusieurs facteurs peuvent influencer la précision des mesures CT.
La classe de précision du CT est un facteur important. Un TC conçu pour une mesure précise doit avoir une spécification de précision adaptée à l'application de mesure prévue.
Le fardeau est une autre considération importante. Le circuit secondaire connecté crée une charge pour le TC. Si la charge réelle ne convient pas à la conception du TC, les performances de mesure peuvent être affectées.
La plage de courant primaire, la fréquence, la température, les caractéristiques du noyau magnétique, le câblage et les conditions d'installation peuvent également influencer les performances.
Polarité et câblage corrects
Une polarité et un câblage corrects sont importants lors de l'utilisation de transformateurs de courant pour les mesures électriques.
Un CT comporte des marques de polarité primaire et secondaire désignées. Ces marquages permettent de garantir que le signal de courant est connecté dans la bonne direction par rapport au système électrique.
Un câblage incorrect peut entraîner des mesures inexactes ou des problèmes lorsque le signal CT est combiné avec d'autres mesures électriques.
Pour les systèmes utilisant plusieurs TC, un câblage et une polarité cohérents sont particulièrement importants.
Pourquoi la mesure CT est utile
Le principal avantage de la mesure du courant via un TC est qu'il n'est pas nécessaire de connecter directement les circuits à courant élevé-aux instruments de mesure conventionnels.
Cela facilite l'intégration des équipements de mesure dans les systèmes électriques tout en fournissant une interface appropriée entre les conducteurs à courant élevé-et les appareils à courant-plus faible.
Les TC peuvent également assurer une isolation électrique entre le circuit d'alimentation primaire et le circuit de mesure secondaire, selon la conception du système.
Conclusion
Un transformateur de courant mesure le courant électrique en utilisant l'induction électromagnétique pour transformer un courant primaire élevé en un courant secondaire proportionnel plus faible.
L'appareil de mesure lit le courant secondaire et détermine, à l'aide du rapport CT, le courant primaire correspondant.
Pour une mesure fiable, le TC doit avoir un rapport de courant, une classe de précision, une charge nominale, un niveau d'isolation et une disposition d'installation appropriés.
Lorsqu'il est correctement sélectionné et installé, un transformateur de courant constitue une méthode efficace pour mesurer et surveiller des courants électriques élevés dans les applications industrielles et de systèmes électriques.