Types de transformateurs de courant

Dans les systèmes électriques modernes, la mesure et la surveillance précises des courants électriques sont essentielles à la sécurité, à la fiabilité et à l'efficacité. L'un des dispositifs les plus utilisés à cet effet est le transformateur de courant (TC). Un transformateur de courant est un type de transformateur spécialisé conçu pour produire un courant réduit proportionnel au courant circulant dans son circuit primaire. Cela permet de mesurer, de surveiller et de protéger en toute sécurité les systèmes électriques haute tension sans exposer les instruments ou le personnel à des niveaux de courant dangereux.

Les transformateurs de courant jouent un rôle essentiel dans le comptage, le relayage, la détection des défauts et la stabilité des réseaux électriques. Cependant, tous les TC ne se valent pas. Selon la construction, la conception, l'application et les exigences d'installation, il existe différents types de transformateurs de courant, chacun adapté à des cas d'utilisation spécifiques.

Cet article explore les différents types de transformateurs de courant, leurs caractéristiques, leurs avantages et leurs applications, fournissant un guide complet pour les ingénieurs, les techniciens et les décideurs de l'industrie électrique.

Classification des transformateurs de courant

Avant de plonger dans des modèles spécifiques, les transformateurs de courant peuvent généralement être classés de trois manières principales :

Par type de construction :

TDM de type plaie

CT à barres

CT toroïdaux

TC à noyau ouvrant

CT à pince

TC de type fenêtre

Par application:

CT de mesure : fournissent des données de courant précises pour les compteurs et les systèmes de surveillance.

TC de protection : Conçus pour fonctionner avec des relais de protection, assurant une déconnexion sûre de l'équipement en cas de défaut.

Par environnement d'installation :

CT intérieurs : installés dans des appareillages de commutation ou des panneaux de commande.

CT extérieurs : conçus pour résister aux conditions météorologiques, couramment utilisés dans les sous-stations et les réseaux de transmission.

Types courants de transformateurs de courant

1. Transformateur de courant de type enroulé

Le TC bobiné comporte un enroulement primaire à plusieurs spires, connecté en série avec le circuit parcouru par le courant à mesurer. L'enroulement secondaire est enroulé autour du même noyau et délivre un courant réduit, proportionnel au courant primaire.

Caractéristiques :

Haute précision.

Convient aux applications de mesure de faible courant.

Taille compacte pour équipement de précision.

Applications :

Utilisé dans les instruments de laboratoire.

Circuits de mesure nécessitant des lectures exactes.

Systèmes industriels avec des courants de charge relativement faibles.

2. Transformateur de courant de type barre

Dans les TC à barres, le conducteur lui-même constitue l'enroulement primaire. Il traverse le noyau magnétique du TC, où est bobiné l'enroulement secondaire.

Caractéristiques :

Conception robuste et simple.

Aucun enroulement primaire n'est nécessaire, car le jeu de barres ou le câble remplit cette fonction.

Capable de gérer des courants élevés.

Applications :

Systèmes de distribution d'énergie.

Applications industrielles à courant élevé.

Ensembles d'appareillages électriques et disjoncteurs.

3. Transformateur de courant toroïdal

Un TC toroïdal a une forme de beignet et ne possède pas d'enroulement primaire direct. Le conducteur transportant le courant traverse l'ouverture du tore.

Caractéristiques :

Excellente sensibilité.

Convient pour la détection de courants de fuite ou résiduels.

Fournit des capacités de mesure de courant alternatif et de courant de défaut.

Applications :

Détection de défaut à la terre.

Dispositifs à courant résiduel (DDR).

Systèmes de protection dans les bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels.

4. Transformateur de courant à noyau ouvrant

Le TC à noyau ouvrant est conçu avec un noyau qui peut être ouvert et fermé, ce qui lui permet d'être installé autour d'un conducteur sans déconnecter le circuit.

Caractéristiques :

Installation facile dans les systèmes existants.

Idéal pour les applications de modernisation.

Portable et pratique pour une surveillance temporaire.

Applications :

Surveillance énergétique dans les installations commerciales et industrielles.

Rééquipement dans les circuits sous tension.

Équipement d'analyse de puissance portable.

5. Transformateur de courant à pince

Les TC de type pince sont similaires aux conceptions à noyau fendu, mais disposent d'un mécanisme de serrage pour une installation rapide et sécurisée autour d'un conducteur.

Caractéristiques :

Installation rapide, pas besoin de couper l'alimentation.

Portable et convivial.

Idéal pour les applications sur le terrain.

Applications :

Essais et maintenance sur site.

Inspections des services publics.

Mesure temporaire du courant dans les audits électriques.

6. Transformateur de courant de type fenêtre

Ce type de TC possède une fenêtre permanente dans son noyau, ou ouverture, par laquelle passe le conducteur. Contrairement aux TC ouvrants, il ne peut pas être ouvert ; le conducteur doit donc être enfilé à travers lors de l'installation.

Caractéristiques :

Haute précision et fiabilité.

Faible entretien, car il n'y a pas de pièces mobiles.

Rentable pour les installations permanentes.

Applications :

Systèmes d'appareillage de commutation.

Centres de contrôle des moteurs.

Systèmes de surveillance de puissance industrielle.

7. Transformateurs de courant spéciaux

a) Transformateurs de courant à effet Hall

Les TC à effet Hall sont capables de mesurer les courants alternatifs et continus. Ils utilisent un capteur à effet Hall au lieu d'un enroulement secondaire pour détecter le champ magnétique autour du conducteur.

Avantages : Convient aux applications modernes où des courants alternatifs et continus sont présents.

Applications : Chargeurs de véhicules électriques, systèmes d’énergie renouvelable et réseaux intelligents.

b) Transformateurs de mesure combinés

Ces transformateurs intègrent les fonctions de mesure de courant et de tension dans une seule unité, économisant ainsi de l'espace et réduisant les coûts.

Applications : Sous-stations et réseaux de distribution où la compacité et la multifonctionnalité sont précieuses.

c) Transformateurs de courant triphasés

Au lieu d'installer trois TC monophasés, un TC triphasé offre une solution compacte pour mesurer les courants dans les systèmes électriques triphasés.

Applications : Installations industrielles, installations commerciales et tableaux de distribution.

Transformateurs de courant intérieurs et extérieurs

CT intérieurs

Installé à l'intérieur d'enceintes de protection telles que des appareillages de commutation.

Utiliser un isolant à l'air ou à la résine.

Protégé des conditions météorologiques difficiles.

Applications : usines, bâtiments commerciaux et panneaux de contrôle.

CT extérieurs

Construit avec des boîtiers et une isolation résistants aux intempéries.

Capable de résister à l'exposition aux UV, à la pluie, à l'humidité et à la poussière.

Généralement utilisé dans les sous-stations et les lignes de transmission aériennes.

Applications : réseaux de distribution, parcs d’énergie renouvelable et projets d’électrification rurale.

Choisir le bon transformateur de courant

Lors de la sélection d'un scanner, plusieurs facteurs critiques doivent être pris en compte :

• Classe de précision : Pour une mesure précise, des classes de précision supérieures (par exemple, 0.2, 0.5) sont préférables. À des fins de protection, la précision peut être inférieure.
• Courant nominal : le TC doit être adapté au courant de charge attendu pour garantir la précision.
• Charge : La charge connectée sur le circuit secondaire du TC (compteurs, relais) doit être dans la limite de sa charge nominale.
• Isolation et environnement : Choisissez des TC intérieurs pour les appareillages et les panneaux, des TC extérieurs pour les sous-stations.
• Facilité d'installation et d'entretien : Pour les rénovations, les transformateurs de courant à noyau ouvrant ou à pince sont pratiques. Pour les nouvelles installations, les transformateurs de courant à fenêtre ou à barre offrent une grande durabilité.

Applications des transformateurs de courant

Les transformateurs de courant sont indispensables dans une large gamme d’applications, notamment :

• Surveillance de la distribution d'énergie : assurer un fonctionnement stable dans les sous-stations et les réseaux de distribution.
• Comptage d'énergie : enregistrement de la consommation d'électricité dans les systèmes résidentiels, commerciaux et industriels.
• Systèmes de protection : Fonctionnement avec des relais pour déconnecter les circuits défectueux lors de courts-circuits ou de surcharges.
• Surveillance des équipements industriels : mesure des charges des moteurs, des courants de processus et de l'état des machines.
• Systèmes d’énergie renouvelable : suivi du flux de courant dans les parcs solaires, les installations éoliennes et les réseaux intelligents.

Conclusion

Les transformateurs de courant sont des composants essentiels des systèmes électriques modernes, garantissant une surveillance sûre, précise et efficace du courant. Des modèles bobinés et à barres aux modèles à noyau divisé et à pinces, chaque transformateur de courant offre des avantages spécifiques pour des applications particulières. Des modèles spéciaux, tels que les transformateurs à effet Hall et les transformateurs triphasés, étendent encore leurs capacités dans les réseaux électriques avancés.

Le choix du TC le plus adapté dépend des exigences de précision, des courants nominaux, de l'environnement et des exigences d'installation. Avec le bon type, les ingénieurs peuvent obtenir des mesures fiables, protéger les équipements et optimiser la consommation d'énergie.

Alors que le secteur de l'énergie continue d'évoluer grâce aux réseaux intelligents, aux énergies renouvelables et à la surveillance numérique, la demande de transformateurs de courant fiables ne fera qu'augmenter. Les entreprises dotées de solides capacités de recherche et de fabrication jouent un rôle crucial dans ce contexte.

Mibo Electric (CNMIBO), entreprise de haute technologie spécialisée dans les transformateurs, propose une large gamme de solutions de transformateurs de courant – à noyau ouvrant, à pince, à fenêtre, triphasés, etc. – pour répondre aux besoins des réseaux électriques mondiaux. Grâce à son innovation continue et à son engagement qualité, Mibo Electric s'impose comme un partenaire de confiance dans l'industrie internationale des transformateurs.