Le rôle des transformateurs de courant dans les systèmes électriques : une analyse approfondie

Principe de fonctionnement des transformateurs de courant

À la base, un transformateur de courant est un type de transformateur conçu spécifiquement pour mesurer le courant. Un TC comporte généralement un seul enroulement primaire, constitué d'un ou plusieurs tours de fil (ou parfois simplement d'un conducteur passant à travers le noyau), et d'un enroulement secondaire connecté à l'équipement de mesure ou de protection.

Le CT fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique. Lorsque le courant circule dans l’enroulement primaire, il génère un champ magnétique dans le noyau. Ce champ magnétique induit alors un courant proportionnel dans l'enroulement secondaire. La quantité de courant induit est déterminée par le rapport de spires entre les enroulements primaire et secondaire. Par exemple, un TC avec un rapport de 100:1 produira 1 ampère dans l'enroulement secondaire lorsque le courant primaire est de 100 ampères.

Types de transformateurs de courant

TC serrés ou à noyau divisé
Les TC à noyau divisé sont conçus pour une installation facile sans avoir à débrancher les lignes électriques. Le noyau est divisé en deux moitiés, permettant au transformateur d'être serré autour du conducteur sans couper le circuit. Ceux-ci sont couramment utilisés pour moderniser des installations existantes où il est impossible de couper le circuit.

TC toroïdaux
Les TC toroïdaux sont en forme d'anneau et ont un centre creux. Le conducteur passe par le centre de l’anneau et l’enroulement secondaire est enroulé autour de l’extérieur du noyau. Ils sont largement utilisés dans les applications où compacité et haute précision sont requises.

TDM primaires des plaies
Dans certains cas, l'enroulement primaire d'un TC est enroulé autour du noyau, plutôt que d'utiliser un conducteur passant à travers le noyau. Cette conception est souvent utilisée lorsqu'une grande précision et une faible charge sont nécessaires, car le bobinage est plus précis qu'un seul conducteur.

TC à barre
Les TC à barres sont conçus avec le conducteur primaire faisant partie de l'enroulement du transformateur. Ceux-ci sont généralement utilisés dans les applications lourdes avec des niveaux de courant élevés et offrent une excellente précision.

Applications des transformateurs de courant

Mesure de puissance et gestion de l’énergie
Les TC font partie intégrante d’une mesure précise de l’énergie. Les compteurs électriques utilisent souvent des TC pour réduire les niveaux de courant élevés, fournissant ainsi une lecture précise de la consommation électrique dans les maisons, les bâtiments commerciaux et les installations industrielles. Sans TC, mesurer directement des courants élevés serait difficile et dangereux.

Protection contre les surintensités
Dans les systèmes électriques, les TC sont utilisés dans les systèmes de protection contre les surintensités pour détecter les courants anormaux pouvant indiquer des défauts, tels que des courts-circuits ou des surcharges. Le CT détecte la surintensité et envoie un signal à un relais de protection, qui peut déconnecter le circuit défectueux du système, évitant ainsi tout dommage à l'équipement et assurant la sécurité.

Systèmes de protection de relais
En conjonction avec des relais de protection, les TC sont utilisés pour la détection des défauts et la protection du système. Lorsqu'un système subit un courant anormal, comme lors d'un court-circuit, le CT permet de le détecter rapidement et d'activer le relais, garantissant ainsi une déconnexion rapide pour éviter d'autres dommages ou dangers.

Surveillance du courant dans les équipements industriels
Les TC sont utilisés pour surveiller le courant traversant les grandes machines industrielles, garantissant ainsi que l'équipement fonctionne dans sa plage de courant spécifiée. Des conditions de surintensité ou de sous-intensité peuvent indiquer des problèmes tels qu'une panne ou une inefficacité de l'équipement, et le CT peut alerter les opérateurs avant qu'un problème ne devienne catastrophique.

Protection différentielle
Les TC sont également utilisés dans les systèmes de protection différentielle, dans lesquels deux ou plusieurs TC surveillent différentes parties d'un système. Si le courant entrant et sortant d'un système n'est pas égal, les TC détecteront cet écart, ce qui peut indiquer un défaut. Le système déclenchera alors automatiquement une alarme ou un mécanisme de protection pour isoler la partie défectueuse du système.

Avantages des transformateurs de courant

Sécurité et isolement
L'un des avantages les plus importants de l'utilisation Transformateurs de courant est leur capacité à isoler électriquement les instruments de mesure des systèmes à haute tension. Cette isolation évite les risques électriques potentiels, garantissant la sécurité des techniciens et des opérateurs qui travaillent avec des appareils de mesure et de contrôle.

Exactitude et précision
Les transformateurs de courant fournissent des mesures de courant très précises et fiables, même en présence de courants électriques fluctuants.

conditions physiques. Cela les rend inestimables pour les applications qui nécessitent de la précision, telles que la mesure de puissance, la détection de défauts et le relais de protection.

Compact et économique
Les TC sont relativement compacts et économiques, ce qui en fait une solution abordable pour des applications allant des petits circuits résidentiels aux grands systèmes électriques industriels. Leur petite taille leur permet d'être intégrés dans divers appareils, tels que des disjoncteurs, des compteurs d'énergie et des relais de protection.

Durabilité et longue durée de vie
Les TC modernes sont conçus pour résister à des conditions environnementales difficiles, notamment des températures élevées, des vibrations et des contraintes électriques. En conséquence, les TC offrent des performances durables dans les environnements industriels exigeants.