Performance d’un Transformateur de Courant

Les courants nominaux sont directement donnés par le rapport de transformation indiqué sur la plaque signalétique.

Donnée :

• Rapport de transformation nominal : $300A/5A$

Courant primaire nominal :

Courant secondaire nominal :

$k_I=I_{1n}/I_{2n}$.

Données :

• $I_{1n}=300\text{ A}$
• $I_{2n}=5\text{ A}$

Pour un TC, le rapport des courants est $k_I=N_2/N_1$.

Données :

• $k_I=60$
• $N_1=1\text{ spire}$

En supposant un TC idéal, $I_2=I_1/k_I$.

Données :

• $I_1=240\text{ A}$
• $k_I=60$

On utilise la loi d'Ohm : $V_2=Z_B\cdot I_2$.

Données :

• $Z_B=0.6\mathrm{\Omega }$
• $I_2=4.0\text{ A}$

$S_B=V_2\cdot I_2$ ou $S_B=Z_B\cdot I_2^2$ car la charge est supposée résistive ($\cos \varphi =1$, donc $P_B=S_B$).

Données :

• $V_2=2.4\text{ V}$
• $I_2=4.0\text{ A}$

Ou :

• $Z_B=0.6\mathrm{\Omega }$
• $I_2=4.0\text{ A}$

Méthode 1 : $S_B=V_2\cdot I_2$

Méthode 2 : $S_B=Z_B\cdot I_2^2$

On compare la puissance apparente consommée par la charge réelle ($S_B$) avec la puissance de précision nominale du TC ($S_{2n}$). Si $S_B\le S_{2n}$, le TC fonctionne dans des conditions acceptables pour sa classe de précision.

Données :

• $S_B=9.6\text{ VA}$
• $S_{2n}=15\text{ VA}$

Comparaison : $9.6\text{ VA}\le 15\text{ VA}$.

Comme la puissance consommée par la charge est inférieure à la puissance de précision nominale du TC, le transformateur fonctionne dans de bonnes conditions pour maintenir sa classe de précision.

On compare le nouveau courant primaire $I_1^{\prime }$ au courant primaire nominal $I_{1n}$.

Données :

• $I_1^{\prime }=250\text{ A}$
• $I_{1n}=300\text{ A}$

Comparaison : $250\text{ A}<300\text{ A}$.

Comme le courant primaire mesuré ($250\text{ A}$) est inférieur au courant primaire nominal du TC ($300\text{ A}$), le transformateur n'est pas en surcharge par rapport à son courant primaire nominal. Il est conçu pour mesurer des courants jusqu'à 300 A en continu tout en maintenant sa précision (si le burden est respecté).

Réponses Correctes :

Question 1 : b) Fournir un courant secondaire proportionnel au courant primaire, mais plus faible.

Question 2 : b) 20 (car $k_I=I_{1n}/I_{2n}=100/5=20$).

Question 3 : b) Voltampères (VA).

Question 4 : b) Des tensions très élevées et dangereuses peuvent apparaître au secondaire.

Transformateur de Courant (TC) :

Type de transformateur d'instrumentation conçu pour produire un courant secondaire proportionnel au courant primaire, utilisé pour la mesure et la protection.

Rapport de Transformation des Courants ($k_I$) :

Rapport entre le courant primaire nominal et le courant secondaire nominal ($I_{1n}/I_{2n}$). Il est aussi égal à $N_2/N_1$.

Courant Primaire/Secondaire Nominal ($I_{1n},I_{2n}$) :

Courants pour lesquels le TC est conçu pour fonctionner en respectant sa classe de précision.

Burden (Charge Secondaire) :

Impédance totale connectée au circuit secondaire du TC (appareils de mesure, relais, câblage).

Puissance de Précision ($S_{2n}$) :

Puissance apparente maximale que le secondaire du TC peut fournir à sa charge tout en maintenant sa classe de précision spécifiée. Exprimée en VA.

Classe de Précision :

Indication des limites d'erreur (erreur de rapport et erreur d'angle) du TC dans des conditions spécifiées de courant et de charge.

Surcharge (d'un TC) :

Situation où le courant primaire dépasse le courant primaire nominal, ou lorsque la charge connectée au secondaire dépasse la puissance de précision, pouvant affecter la précision ou endommager le TC.