Introduction
Les transformateurs de courant (TC) jouent un rôle important dans les systèmes de distribution d'énergie modernes. Ils permettent de mesurer, de surveiller et d'utiliser des courants électriques élevés dans les équipements de distribution par les systèmes de protection sans connecter directement les conducteurs de courant élevé - aux instruments de mesure ou aux dispositifs de contrôle conventionnels.
Dans un système de distribution d'énergie, les transformateurs de courant peuvent être trouvés dans les appareillages de commutation, les panneaux de distribution, les sous-stations, les circuits d'alimentation, les systèmes de protection et les équipements de mesure de l'énergie. En convertissant le courant primaire en un courant secondaire standardisé inférieur, un TC crée une interface pratique entre les circuits électriques de haute-puissance et les équipements de mesure ou de protection de faible-niveau.
Le rôle d'un TC ne se limite donc pas à la mesure du courant. Il peut également prendre en charge la protection électrique, la gestion de l'énergie, la surveillance du système, la détection des défauts et le contrôle opérationnel.
1. Mesurer le courant dans les systèmes de distribution
L’un des principaux rôles d’un transformateur de courant est de faciliter la mesure des courants élevés.
Les circuits de distribution peuvent véhiculer des courants trop élevés pour être connectés directement aux compteurs standards. Un TC réduit le courant à une valeur secondaire appropriée, telle que 1 A ou 5 A, selon la conception du système.
Par exemple, un TC 600/5 A peut fournir un courant secondaire d'environ 5 A lorsque le courant primaire atteint son 600 A nominal dans des conditions spécifiées.
Le courant secondaire inférieur peut ensuite être connecté à un équipement de mesure approprié.
Cela permet aux opérateurs de surveiller la charge électrique sans placer de courant élevé directement dans l'instrument de mesure.
2. Prise en charge de la mesure de l'énergie
Les transformateurs de courant sont largement utilisés pour la mesure de l'énergie électrique.
Dans les bâtiments commerciaux, les installations industrielles, les sous-stations et autres systèmes de distribution, les TC peuvent être connectés à des compteurs d'énergie pour mesurer le courant et calculer la puissance électrique et la consommation d'énergie.
Le CT doit avoir une précision de mesure appropriée pour l'application prévue.
La sélection du bon rapport CT est également importante. Si le rapport CT ne correspond pas au courant de charge attendu, le système de mesure peut ne pas fournir les performances souhaitées.
Pour les applications de mesure d'énergie, des facteurs tels que la classe de précision, la charge, le courant de fonctionnement et les exigences des compteurs connectés doivent être pris en compte.
3. Fournir des signaux de courant aux relais de protection
Un autre rôle important des TC dans la distribution d’énergie est la prise en charge des dispositifs de protection.
Les relais de protection nécessitent des informations sur le courant circulant dans les circuits électriques. Un TC fournit un signal de courant réduit qui peut être traité par le système de protection.
Si une condition anormale telle qu'un court-circuit ou une surintensité grave se produit, le système de protection peut utiliser les signaux CT pour identifier la condition et lancer une action de protection appropriée.
Le TC utilisé pour la protection doit avoir des caractéristiques adaptées au schéma de protection spécifique, en particulier dans des conditions de défaut à courant élevé-.
4. Détection des conditions de courant anormales
Les tomodensitomètres peuvent aider les systèmes de distribution à détecter des conditions de courant anormales.
Les exemples incluent :
* Surintensité
* Courts-circuits
* Déséquilibre de phases
* Défauts à la terre
* Conditions de charge anormales
Le CT lui-même ne prend normalement pas la décision finale en matière de protection. Au lieu de cela, il fournit des informations actuelles aux compteurs, aux systèmes de surveillance ou aux relais de protection.
Ces appareils analysent le signal actuel et déterminent s'il existe une condition anormale.
5. Surveillance des circuits d'alimentation
Les lignes de distribution transportent l’énergie électrique des équipements de distribution vers les charges en aval.
Des TC peuvent être installés sur les circuits d'alimentation pour surveiller le flux de courant.
En surveillant le courant d'alimentation, les opérateurs peuvent obtenir des informations sur les niveaux de charge et les conditions du système.
Ces informations peuvent être utiles pour :
* Gestion des charges
* Surveillance des équipements
* Maintenance préventive
* Analyse des défauts
* Gestion de l'énergie
Pour les systèmes de distribution plus importants, la surveillance de plusieurs lignes d'alimentation peut fournir une image plus claire de la manière dont l'énergie électrique est distribuée dans l'ensemble de l'installation.
6. Prise en charge de la distribution d'énergie triphasée
De nombreux systèmes de distribution d'énergie utilisent des réseaux électriques triphasés.
Des TC peuvent être installés sur les phases individuelles pour mesurer les courants de phase.
Les installations de TC triphasés-peuvent prendre en charge :
* Mesure actuelle
* Comptage d'énergie
* Surveillance des phases
* Systèmes de protection
* Analyse de la qualité de l'énergie
L'identification et la polarité correctes des phases sont importantes lorsque plusieurs TC sont installés dans un système triphasé-.
Un câblage incorrect peut entraîner des mesures incorrectes ou affecter certaines fonctions de protection.
7. Intégration avec l'appareillage de commutation
L'appareillage de commutation est un emplacement courant pour les transformateurs de courant.
Les TC peuvent être installés autour des conducteurs ou intégrés dans des ensembles d'appareillage de commutation pour fournir des signaux de courant aux compteurs et aux dispositifs de protection.
Dans un système d'appareillage de commutation, les TC peuvent prendre en charge à la fois les fonctions de mesure et de protection.
Les dimensions physiques, les exigences d'isolation, le courant nominal primaire, le calibre secondaire, la précision et la disposition d'installation doivent tous être pris en compte lors de la sélection d'un TC pour l'appareillage de commutation.
8. Prise en charge de la protection des sous-stations
Les transformateurs de courant sont également des composants importants des sous-stations électriques.
Les sous-stations peuvent contenir des circuits à courant élevé-qui nécessitent une mesure et une protection fiables.
Les TC peuvent fournir des signaux de courant pour les systèmes de protection tels que :
* Protection contre les surintensités
*Protection différentielle
*Protection du transformateur
* Protection du chargeur
* Protection des jeux de barres
Différents systèmes de protection ont des exigences différentes en matière de TC.
Pour cette raison, la sélection du TC doit être basée sur la conception complète du système de protection- plutôt que uniquement sur le rapport de courant nominal.
9. Aider à la gestion de la charge
Une mesure précise du courant peut aider les opérateurs à comprendre comment les charges électriques sont réparties.
Dans une installation industrielle, par exemple, les TC peuvent être installés sur les principaux circuits d'alimentation ou d'équipement.
Le courant mesuré peut être utilisé pour identifier :
* Équipement à charge élevée-
* Charger les modifications
* Chargement de phase inégale
* Conditions de surcharge potentielles
* Modèles de consommation d'énergie
Ces informations peuvent prendre en charge une meilleure gestion de la charge et une meilleure planification du système électrique.
10. Prise en charge de la surveillance à distance
Les systèmes de distribution d'énergie modernes utilisent de plus en plus de systèmes numériques de surveillance et de-gestion de l'énergie.
Les TC peuvent fournir des signaux de courant à des équipements de surveillance compatibles, qui peuvent ensuite transmettre des données à un système de contrôle ou à une plate-forme de gestion-de l'énergie.
Cela permet de surveiller les charges électriques sans vérifier manuellement les circuits individuels.
Lorsqu'elles sont intégrées à d'autres mesures électriques, les données CT peuvent aider les opérateurs à comprendre les performances du système et à identifier plus rapidement les conditions anormales.
11. Améliorer la visibilité du système électrique
Un système de distribution ne peut être géré efficacement sans informations fiables sur le flux actuel.
Les TC constituent un point de mesure important entre le circuit d'alimentation à courant élevé-et le système de surveillance.
En installant des CT à des endroits stratégiques, les utilisateurs peuvent surveiller :
* Courant entrant principal
* Courant d'alimentation
* Courant du transformateur
* Courant moteur
* Courant du générateur
* Charges d'équipement individuelles
Cela crée une meilleure visibilité sur la manière dont l’électricité circule dans le réseau de distribution.
12. Considérations importantes concernant la sélection du CT
Lors du choix d'un TC pour un système de distribution d'énergie, plusieurs paramètres doivent être évalués.
Courant primaire
Le courant primaire nominal doit correspondre au courant de fonctionnement attendu et aux exigences du système.
Courant secondaire
Les valeurs secondaires courantes sont 1A et 5A. La valeur sélectionnée doit être compatible avec l'appareil connecté.
Classe de précision
La classe de précision doit correspondre à l'application, en particulier lorsque le TC est utilisé pour mesurer l'énergie.
Fardeau
La charge nominale du TC doit être adaptée à l'ensemble du circuit secondaire, y compris les câbles et les équipements connectés.
Niveau d'isolation
L'indice d'isolation du CT doit être adapté au niveau de tension et à l'environnement d'installation.
Caractéristiques de saturation
Les applications de protection nécessitent des performances de saturation appropriées afin que le TC puisse fournir des informations de courant utiles en cas de défaut.
Configuration physique
Le TC doit s'adapter à l'espace d'installation disponible et à la disposition des conducteurs.
Considérations de sécurité
Les transformateurs de courant doivent toujours être installés et entretenus conformément aux instructions du fabricant et aux exigences de sécurité électrique applicables.
Une attention particulière doit être portée au circuit secondaire. Un secondaire de TC sous tension ne doit pas être laissé ouvert par hasard car une tension dangereuse peut se développer.
L'identification correcte des bornes, la polarité, la mise à la terre, le câblage et les procédures de test sont essentielles.
Pour les systèmes de distribution moyenne- et haute-tension, l'installation et les tests doivent être effectués par un personnel dûment qualifié.
Conclusion
Le rôle d’un transformateur de courant dans la distribution d’énergie va bien au-delà de la simple mesure du courant.
Les TC fournissent des signaux de courant réduits pour les compteurs d'énergie, les systèmes de surveillance et les relais de protection. Ils prennent en charge la surveillance des lignes d'alimentation, la mesure triphasée, la protection des appareillages de commutation, la protection des sous-stations, la gestion de la charge et la surveillance moderne de l'énergie à distance.
Le TC correct doit être sélectionné en fonction du courant primaire, de la valeur nominale secondaire, des exigences de précision, de la charge, du niveau d'isolation, des caractéristiques de saturation, de la conception physique et de l'application.
Lorsqu'ils sont correctement sélectionnés, installés et entretenus, les transformateurs de courant fournissent des informations fiables qui aident les systèmes de distribution d'énergie à fonctionner de manière sûre, efficace et prévisible.