Transformateurs de courant et de tension – comment fonctionnent-ils et à quoi servent-ils ?
Dans les systèmes d’alimentation électrique modernes, il est difficile d’imaginer une mesure précise sans l’utilisation d’un transformateur. Dans la pratique des installations industrielles, on rencontre le plus souvent deux types de transformateurs: les transformateurs de courant et les transformateurs de tension, qui assurent ensemble la sécurité, la précision et l’évolutivité des mesures.
Leur tâche se résume à convertir les valeurs réelles de courant et de tension – souvent élevées – en niveaux de mesure plus petits et sûrs. Il est important de noter que l’installation d’un transformateur réduit également l’impact des charges de comptage sur le circuit principal.
Il convient de souligner d’emblée que, bien que le principe des transformateurs soit connu de nombreux électriciens dans la pratique, ce n’est qu’avec un transformateur sciemment choisi et correctement raccordé qu’il est possible de procéder à une analyse fiable des paramètres du réseau.
Types d’engins – quelles sont les différences et où sont-ils utilisés ?
- Transformateur de courant :
Utilisé pour mesurer des courants élevés dans une installation. Le transformateur de courant (par exemple 100/5 A) réduit le courant à un niveau sûr et utilisable – 1 A ou 5 A en standard. Il existe en version annulaire ou ouverte pour faciliter l’installation. - Transformateur de tension :
Réduit la tension à un niveau standard (par exemple de 15 kV à 100 V), en maintenant la compatibilité des phases et les rapports. Utilisé dans les domaines de la moyenne et de la haute tension, par exemple dans les GPZ ou les appareillages de commutation industriels. - Transformateurs Ferranti :
Transformateur de tension de conception spéciale, optimisé pour les hautes tensions et les faibles puissances de charge. Actuellement, il est principalement utilisé dans les laboratoires ou les anciennes installations à haute tension. - Transformateurs de mesure :
Vaste catégorie comprenant les transformateurs de courant et de tension conçus pour mesurer et interfacer avec les dispositifs de comptage et de facturation. Il convient de les distinguer des transformateurs de protection, dont les caractéristiques de précision sont différentes.
Principe de fonctionnement et de raccordement des transformateurs – directives spécifiques
- Transformateur de courant – principe de fonctionnement :
Il fonctionne selon le principe de la loi d’induction de Faraday. Le noyau magnétique du transformateur renferme le conducteur de courant primaire, qui induit un courant proportionnel dans l’enroulement secondaire. Les désignations typiques, par exemple 100/5, signifient que 100 A sur le côté primaire donne 5 A sur le côté secondaire. - Transformateur de tension – comment ça marche :
Son fonctionnement est similaire à celui d’un transformateur classique. La tension d’entrée est réduite proportionnellement sur l’enroulement secondaire. Il est essentiel de respecter la classe d’isolation de la tension, en particulier pour les applications supérieures à 6 kV. - Connexion des transformateurs de courant :
Dans une installation, il est important de fermer le circuit secondaire – un circuit ouvert peut provoquer une surtension. Disposition typique : le côté primaire est un bus de courant ou un câble et le côté secondaire est connecté à l’entrée d’un ampèremètre ou d’un analyseur d’énergie. Une protection sous la forme d’une résistance de charge ou d’un cavalier est recommandée en cas de défaut.
Application pratique des transformateurs – qu’est-ce qui détermine l’efficacité des mesures ?
L’efficacité d’un système de mesure repose non seulement sur le choix de la classe de précision du transformateur, mais aussi sur sa configuration dans un système électrique donné. Dans la mesure de l’électricité pour les grands consommateurs industriels, on utilise le plus souvent des transformateurs de courant de 100/5 ou 200/5, qui sont parfaitement compatibles avec les compteurs d’énergie ou les compteurs de facturation de classe 0,5 ou 1,0.
Dans les installations où il est important non seulement de surveiller, mais aussi de contrôler automatiquement (par exemple via des relais de courant résiduel ou des systèmes de détection de surtension), le raccordement correct des transformateurs a un impact direct sur le fonctionnement de l’ensemble du système d’automatisation. En pratique, cela signifie qu’il faut vérifier soigneusement le sens du flux de courant (P1 et P2, S1 et S2) et adapter le réducteur à la charge réelle.
Un bon transformateur ne se limite pas à transformer des valeurs – c’est un choix conscient pour assurer un fonctionnement sûr et prévisible du système. La bonne adaptation des transformateurs de mesure à une application industrielle offre des avantages notables : de meilleurs diagnostics de l’état du réseau à des bilans énergétiques plus précis, en passant par une meilleure réponse des systèmes de protection aux anomalies.
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