Le courant secondaire nominal d'un transformateur de courant est le courant de sortie standard que le TC délivre aux instruments et relais connectés lorsque le courant primaire nominal circule dans le circuit primaire. Les valeurs de courant secondaire normalisées sont de 1 A et 5 A, 5 A étant la valeur la plus couramment utilisée dans les applications industrielles et commerciales. Ce paramètre définit l'interface entre le TC et l'équipement côté secondaire-, et sa sélection a des implications significatives sur la précision du système, les exigences de câblage et la compatibilité avec les instruments de mesure.
Le secondaire de 5 A a toujours été la norme dominante dans la plupart des régions du monde, en grande partie parce que la plupart des instruments de mesure ont été conçus et optimisés pour cette valeur. La disponibilité généralisée de compteurs, de relais et de transducteurs de 5 A-fait des TC de 5 A le choix par défaut pour la plupart des installations conventionnelles. Le secondaire de 1 A, bien que moins courant, offre des avantages distincts dans des applications spécifiques, en particulier lorsque de longs câbles sont nécessaires entre le TC et les instruments connectés.
La principale différence entre les TC secondaires de 1 A et de 5 A réside dans leur capacité à supporter une charge sur une distance. Les pertes de puissance dans les câbles de connexion étant proportionnelles au carré du courant, un secondaire de 5 A produit 25 fois plus de pertes dans les câbles qu'un secondaire de 1 A pour la même résistance de câble. Cette relation peut être exprimée mathématiquement : les pertes de ligne sont calculées en fonction de la section transversale × longueur × courant². En conséquence, l'utilisation d'un courant secondaire de 1 A réduit les pertes de câblage d'un facteur 25 par rapport aux pertes avec un secondaire de 5 A.
Cette différence fondamentale a des implications pratiques importantes pour la sélection des CT. Le secondaire de 5 A est utilisé lorsque les instruments ou les relais sont proches du transformateur, généralement à moins de 10 mètres (30 pieds). Pour les distances supérieures à 10 mètres, le secondaire 1 A est choisi de préférence. Dans les installations où la distance entre le transformateur de courant et l'instrument ou le relais est supérieure à 10 mètres, le secondaire de 1 A offre des performances supérieures en réduisant la charge des câbles de connexion.
Pour illustrer l'ampleur de cette différence, considérons un TC avec une charge nominale de 5 VA et un ampèremètre consommant 1 VA. Avec un câble de connexion de 2 mm² ayant une résistance de conducteur de 9,24 Ω/km, la charge de plomb autorisée est de 5 VA − 1 VA=4 VA. Pour un secondaire de 1 A, la résistance de câble admissible serait de 4 Ω, ce qui correspond à une longueur de câble d'environ 433 mètres. Pour un secondaire de 5 A, la résistance de câble admissible serait de 4/25=0.16 Ω, correspondant à une longueur de câble d'environ 17 mètres. Cette différence spectaculaire explique pourquoi les TC 1 A sont préférés pour les applications de mesure longue distance telles que celles trouvées dans les grandes sous-stations, les installations d'énergie renouvelable et les systèmes de surveillance à distance.
Le choix entre les TC secondaires de 1 A et 5 A affecte également la construction physique du TC. Le courant secondaire étant inversement proportionnel au nombre de spires secondaires, un TC de 1 A nécessite cinq fois plus de spires secondaires qu'un TC de 5 A pour le même courant primaire. Il en résulte un CT plus grand, plus lourd et plus coûteux. Cependant, les économies réalisées sur les coûts de câble-en particulier pour les longs trajets-l'emportent souvent sur le coût initial plus élevé du TC lui-même. Pour un TC typique de 1 000 : 5, l’enroulement secondaire comporte 200 tours, tandis qu’un TC de 1 000 : 1 nécessiterait 1 000 tours.
La compatibilité avec les équipements connectés est une autre considération importante. Les compteurs numériques et relais de protection modernes sont disponibles avec des entrées de courant de 1 A ou 5 A, permettant aux concepteurs de systèmes de choisir le courant secondaire qui convient le mieux à l'installation. Cependant, il n'est pas conseillé de mélanger des TC 1 A et 5 A dans le même système, car les instruments connectés doivent être adaptés au calibre secondaire du TC. Lors de la conception d'une nouvelle installation, la décision entre 1 A et 5 A doit être prise tôt, car elle affecte la sélection de tous les équipements en aval.
Les caractéristiques de précision des TC 1 A et 5 A diffèrent également légèrement. En ce qui concerne la précision des mesures, les transformateurs enfichables de 1 A-sont légèrement désavantagés par rapport aux transformateurs de 5 A, car ces derniers sont généralement disponibles dans des classes de précision plus élevées. La norme 5 A bénéficie d'un volume de marché plus important et de processus de fabrication plus matures, ce qui se traduit par une sélection plus large de modèles de haute-précision. Cependant, pour la plupart des applications pratiques, la différence de précision est négligeable et le choix doit être basé principalement sur les exigences en matière de distance de câblage et de charge.
En résumé, le courant secondaire nominal est un paramètre d'interface fondamental qui détermine la manière dont le TC se connecte au reste du système de mesure et de protection. Le choix entre 1 A et 5 A implique des compromis entre la distance de câblage, la capacité de charge, le coût du TC et la compatibilité des équipements. Pour les applications à courte distance-dans les appareillages de commutation conventionnels, 5 A reste le choix standard. Pour les applications longue distance ou les installations avec une charge de câble élevée, les TC secondaires de 1 A offrent des avantages techniques et économiques significatifs.