Introduction
Un transformateur de courant (TC) est un composant important dans un système électrique, car il permet de mesurer, de surveiller et d'utiliser des courants électriques importants à des fins de protection sans connecter directement les instruments de mesure à des circuits à courant élevé-. Il fonctionne en utilisant l'induction électromagnétique pour transformer un courant primaire en un courant secondaire plus petit, proportionnel au courant primaire.
Les transformateurs de courant se trouvent couramment dans les systèmes de distribution d'énergie, les appareillages de commutation, les équipements électriques industriels, les systèmes de mesure de l'énergie et les circuits de protection. Comprendre le fonctionnement d'un TC à l'intérieur d'un système électrique est important pour une sélection, une installation et un fonctionnement appropriés.
Le principe de fonctionnement de base
Un transformateur de courant fonctionne selon le principe de l'induction électromagnétique. Lorsque le courant alternatif circule dans le conducteur primaire, il crée un champ magnétique autour du conducteur. Le champ magnétique traverse le noyau magnétique du CT et produit un flux magnétique.
Le flux magnétique changeant induit alors un courant dans l'enroulement secondaire. Le courant secondaire est proportionnel au courant primaire selon le rapport de transformation nominal du TC.
Par exemple, un TC 600/5A est conçu de telle sorte qu'un courant primaire de 600A correspond approximativement à un courant secondaire de 5A dans les conditions nominales. Si le courant primaire change, le courant secondaire change proportionnellement dans la plage de fonctionnement normale.
Ce principe permet de surveiller des circuits électriques à courant élevé-à l'aide d'équipements conçus pour des niveaux de courant plus faibles.
Le rôle du circuit primaire
Le côté primaire d'un transformateur de courant est connecté ou formé par le conducteur transportant le courant qui doit être mesuré.
Selon la conception du TC, le primaire peut être un enroulement interne, une barre de cuivre ou le conducteur électrique existant passant à travers l'ouverture d'un TC de type fenêtre-.
Le courant primaire produit le champ magnétique nécessaire au fonctionnement du transformateur. Étant donné que le TC est conçu autour d'une plage de courant spécifique, il est important de sélectionner le calibre primaire approprié.
Si le rapport CT n'est pas adapté au système électrique, la précision des mesures et les performances de surveillance peuvent être affectées.
Le rôle du circuit secondaire
L'enroulement secondaire produit un courant plus faible qui peut être connecté à des instruments de mesure, des compteurs d'énergie, des systèmes de surveillance ou des relais de protection.
Les valeurs secondaires courantes incluent 1A et 5A, bien que la valeur nominale appropriée dépende de l'application et de l'équipement connecté.
Le circuit secondaire permet au circuit primaire à courant élevé-de s'interfacer avec l'équipement de mesure et de protection électrique sans que l'équipement lui-même ait besoin de transporter la totalité du courant primaire.
C’est l’une des principales raisons pour lesquelles les TC sont largement utilisés dans les systèmes électriques.
Transformation actuelle
La relation entre le courant primaire et secondaire est déterminée par le rapport de transformation de courant.
Par exemple, considérons un TC évalué à 1 000/5 A. Lorsque le courant primaire est de 1 000 A, le courant secondaire est d'environ 5 A dans les conditions nominales. Lorsque le courant primaire est de 500 A, le courant secondaire est d'environ 2,5 A.
Cette relation proportionnelle permet aux compteurs et aux appareils de surveillance de déterminer le courant primaire réel en fonction du signal secondaire et du rapport CT.
Cependant, dans les applications pratiques, les performances des TC sont également affectées par des facteurs tels que la classe de précision, la charge, les caractéristiques du noyau magnétique, la fréquence et les conditions de fonctionnement.
Utilisation en mesure et protection
Au sein d’un système électrique, les TC peuvent remplir deux fonctions principales : la mesure et la protection.
Pour les applications de mesure, le CT fournit un signal de courant proportionnel à un ampèremètre, un wattmètre, un compteur d'énergie ou un système de surveillance.
Pour les applications de protection, le TC fournit des informations actuelles à un relais de protection. Lorsque des conditions de courant anormales se produisent, le relais peut utiliser le signal CT pour déterminer si une action de protection est requise.
Les exigences en matière de TC de mesure et de protection ne sont pas toujours les mêmes. Il est donc important de sélectionner un TC en fonction de sa fonction prévue.
Importance d’une installation correcte
Un transformateur de courant doit être installé correctement pour fournir des performances fiables. L'installation doit prendre en compte le rapport TC, la polarité, la direction du conducteur, le câblage, les exigences d'isolation et la charge connectée.
Le circuit secondaire nécessite également une attention particulière. Un secondaire de TC ne doit pas être traité comme un circuit de signal basse tension - ordinaire, car une manipulation incorrecte peut créer des conditions dangereuses.
Pour cette raison, l'installation et la maintenance doivent être effectuées conformément aux instructions du fabricant et aux exigences de sécurité électrique applicables.
Conclusion
Un transformateur de courant fonctionne en utilisant l'induction électromagnétique pour convertir un courant primaire important en un courant secondaire proportionnel plus petit. Le signal secondaire peut ensuite être utilisé par les compteurs, les équipements de surveillance et les relais de protection.
Au sein d'un système électrique, le TC fournit une connexion importante entre les circuits d'alimentation à courant élevé-et les équipements de mesure ou de protection à courant faible-. Ses performances dépendent d'une sélection appropriée du rapport de courant, de la précision, de la charge, de l'isolation et des conditions d'installation.
Un TC correctement sélectionné et installé peut fournir des informations de courant fiables et prendre en charge une surveillance, un comptage et une protection efficaces des systèmes électriques.