Transformateurs de mesure dans les réseaux triphasés (Partie 1)

Lettre d’information n° 1

Transformateur pour valeurs alternatives

Le raccordement direct des appareils de mesure au réseau est limité, pour des raisons de sécurité, à des valeurs inférieures à environ 500 V à 800 V pour les tensions et 10 A pour les courants. Les entrées ayant des valeurs de fonctionnement plus élevées sont adaptées à la plage d’entrée de l’équipement de mesure à l’aide de transformateurs.

Les transformateurs pour les valeurs alternatives sont des transformateurs de faible puissance fonctionnant bien en dessous de la limite de saturation du noyau de fer. Les valeurs élevées d’une valeur de grille (valeurs primaires X₁) sont converties avec précision en amplitude et en phase en valeurs plus faibles (valeurs secondaires X₂) par conversion et séparation galvanique. Les valeurs de la grille peuvent donc être mesurées plus facilement et avec moins de danger.

Traduction nominale

Les valeurs nominales X_1n, les valeurs primaires et X_2n les valeurs secondaires et donc la translation nominale K_n déterminent le choix du transformateur.

K_{n} = \frac{X_{1n}}{X_{2n}}

K_{nu} = Voltage\:transformer\:nominal\:translation

K_{ni} = Current\:transformer\:nominal\:translation

Exemple 1.1

Données de transformateur actuelles :

X_{1n} = 1000 A; X_{2n}= 5 A

Traduction nominale du transformateur de courant :

K_{ni} = 1000 A : 5 A = 200

Conversion des valeurs mesurées de la puissance

La valeur mesurée de la puissance côté ligne est le produit de la valeur mesurée de la puissance dans le circuit secondaire et de la translation nominale des transformateurs de courant et de tension.

P_{prim} = P_{sek} * K_{nu} * K_{ni}

Cette corrélation est la même pour tous les types de réseaux. Dans les réseaux triphasés, la translation nominale de tous les transformateurs de tension et de tous les transformateurs de courant doit être la même.

Exemple 1.2

Données du réseau : 300 MW, 110 kV

Transformateur de mesure :

K_{nu} = 110 kV / \sqrt{3} : (100 V / \sqrt{3} )= 1,1 *10^{3}

K_{ni} = 1200A /1A =1,2 *10^{3}

Valeur de la puissance du côté secondaire :

P_{Sek}= (300*10^{6}W):(1,0*10^{3}*1,2*10^{3}) = 300 : 1,2 \newline= 250 W

Transformateur de courant

Un transformateur de courant est un transformateur dont l’enroulement secondaire est presque court-circuité. Le circuit secondaire doit toujours être fermé. Le fonctionnement avec un circuit de courant ouvert (à vide, enroulement secondaire ouvert), en raison de l’absence d’induction mutuelle et de la multiplication des pertes ferriques qui en résulte, provoque un échauffement important du noyau du transformateur et, dans les cas extrêmes, une explosion. En raison du rapport important entre l’enroulement primaire et l’enroulement secondaire, une tension élevée et dangereuse peut apparaître aux bornes de l’enroulement secondaire, ce qui peut également provoquer des arcs électriques entre les enroulements. Pour ces raisons, les fusibles ne doivent pas être utilisés dans le circuit secondaire.

Mise à la terre de l’enroulement secondaire

Pour des raisons de sécurité, l’enroulement secondaire d’un transformateur de courant installé dans un réseau à haute tension est mis à la terre d’un côté afin d’éviter que le personnel d’exploitation ne soit mis en danger par une haute tension en cas de rupture de l’isolation de l’enroulement. Cette exigence est définie dans la norme VDE 0100 pour les transformateurs de mesure à partir de la série 3 (tension de service de 3 kV).

La mise à la terre de l’enroulement secondaire n’est pas exigée pour les séries 0,5 et 1, mais elle est souvent nécessaire pour des raisons techniques, afin de créer un point de référence défini dans un circuit de courant et de dissiper les tensions parasites vers la terre.