Performance d’un Transformateur de Courant
Comprendre la Performance d’un Transformateur de Courant
Un transformateur de courant est utilisé dans une installation électrique pour adapter les courants de haute intensité à une valeur plus faible, permettant ainsi une mesure précise.
Les spécifications du TC sont les suivantes: rapport de transformation 500/5, classe de précision 1, puissance nominale 15 VA.
Le TC doit mesurer le courant d’un circuit principal où le courant nominal, \(I_{\text{nom}}\), est de 500 A, mais des fluctuations peuvent survenir, allant jusqu’à 800 A dans certaines conditions de charge.
Questions:
1. Calcul du Courant Secondaire:
- Déterminer le courant secondaire, \(I_{\text{sec}}\), lorsque le courant primaire, \(I_{\text{pri}}\), est à son nominal de 500 A.
- Calculer le courant secondaire, \(I_{\text{sec}}\), lorsque le courant primaire atteint 800 A.
2. Évaluation de la Puissance:
- Calculer la charge maximale, \(Z_{\text{burden}}\), que l’on peut connecter au secondaire du TC, sachant que le TC est spécifié pour une puissance nominale de 15 VA, avec un courant secondaire nominal de 5 A.
3. Impact de la Classe de Précision:
- Expliquer l’impact de la classe de précision 1 du TC sur les mesures de courant et la sélection de la charge, \(Z_{\text{burden}}\).
Données Supplémentaires:
- Rapport de transformation \(N = \frac{I_{pri}}{I_{sec}}\)
- La charge (\(Z_{burden}\)) sur le transformateur de courant (TC) est donnée par la relation entre la tension aux bornes du secondaire \(V_{sec}\) et le courant secondaire \(I_{sec}\): \(Z_{burden} = \frac{V_{sec}}{I_{sec}}\)
- La puissance nominale du TC est utilisée avec \[P_{nom} = I_{sec}^2 \cdot Z_{burden}\]
Correction : Performance d’un Transformateur de Courant
1. Calcul du Courant Secondaire
a) Courant secondaire à courant primaire nominal de 500 A
Le rapport de transformation du TC est de 500/5, signifiant que pour 500 A dans le circuit primaire, le TC doit produire 5 A dans le circuit secondaire.
Données:
- Rapport de transformation, \(N = \frac{I_{pri}}{I_{sec}} = \frac{500}{5}\)
- Courant primaire nominal, \(I_{pri_{nom}}\) = 500 A
Calcul:
Le courant secondaire, \(I_{sec}\), lorsque \(I_{pri} = 500\) A, est directement donné par le rapport de transformation:
\[I_{sec} = \frac{I_{pri_{nom}}}{N} \] \[I_{sec} = \frac{500}{500/5} = 5 \, \text{A}\]
b) Courant secondaire à courant primaire de 800 A
Données:
Courant primaire maximal, \(I_{pri_{max}}\) = 800 A
Calcul:
\[I_{sec} = \frac{I_{pri_{max}}}{N} \] \[I_{sec} = \frac{800}{500/5} = 8 \, \text{A}\]
2. Évaluation de la Puissance
Données:
- Puissance nominale, \(P_{nom}\) = 15 VA
- Courant secondaire nominal, \(I_{sec_{nom}}\) = 5 A
Calcul de la charge maximale (\(Z_{burden}\)):
La puissance nominale du TC peut être utilisée pour calculer \(Z_{burden}\) en utilisant la formule
\[ P_{nom} = I_{sec_{nom}}^2 \cdot Z_{burden} \]
\[Z_{burden} = \frac{P_{nom}}{I_{sec_{nom}}^2} \] \[Z_{burden} = \frac{15}{5^2} = \frac{15}{25} = 0.6 \, \Omega\]
3. Impact de la Classe de Précision
La classe de précision 1 signifie que l’erreur maximale permise dans les mesures réalisées par le TC est de ±1% sous des conditions normales de fonctionnement, pour le courant variant de 5% à 120% du courant nominal. Cette précision est cruciale pour des mesures fiables et pour assurer la protection adéquate des équipements. La sélection de \(Z_{burden}\) doit prendre en compte cette classe de précision pour ne pas dépasser la capacité du TC à fournir des mesures précises. Une \(Z_{burden}\) trop élevée pourrait augmenter les erreurs de mesure dues à la chute de tension supplémentaire qu’elle introduit.
Résumé:
- Courant secondaire à \(I_{pri}\) = 500 A: 5 A
- Courant secondaire à \(I_{pri}\) = 800 A: 8 A
- Charge maximale (\(Z_{burden}\)): 0.6 \(\Omega\)
- Impact de la classe de précision: Essentiel pour garantir la précision des mesures et la protection adéquate, influençant le choix de \(Z_{burden}\) pour éviter les erreurs de mesure significatives.
Performance d’un Transformateur de Courant
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