TC : Transformateurs de courant

Les transformateurs de courant alimentent les instruments de mesure basse tension et les isolent du réseau. Ils délivrent à leur secondaire un courant normalisé proportionnel au courant primaire. Ils se déclinent en quatre grandes familles :
– Primaires bobinés.
– Tores ouvrant.
– A passage de câble.
– A passage de barre.
Les transformateurs s’associent avec tous les appareils de mesure : ampèremètres, compteurs d’énergie, centrales de mesure…

Les transformateurs de courant sont utilisés pour fournir l’information aux relais de protection et/ou de mesure du courant, de la puissance, de l’énergie. Pour cela ils doivent délivrer un courant secondaire proportionnel au courant primaire qui les traverse. Ils doivent donc être adaptés aux caractéristiques du réseau :
> Tension.
> Fréquence.
> Courant.
Ils sont définis par leur rapport de transformation, leur puissance et leur classe de précision.
Leur classe de précision (précision en fonction de la charge du TC, et de la surintensité) est choisie en fonction de l’utilisation.

Comment choisit-on un transformateur d’intensité ?

Outre son encombrement, un transformateur d’intensité (TI) se détermine en fonction :
> Du courant primaire de l’installation.
> Du courant secondaire souhaité (généralement 1 ou 5 A).
> Du type de conducteur primaire (câbles ou barres et de leurs dimensions).
> De la classe de précision pour répondre à une application spécifique (par exemple, pour alimenter un instrument de mesure : une précision aussi proche que possible de celle de l’appareil).
> De la puissance de précision.

Il est à noter que les TC à primaire bobiné sont utilisés pour mesurer de faibles intensités en conservant une puissance et une précision élevée. Les TC à tore ouvrant, quant à eux, peuvent être facilement insérés dans une installation existante, sans interruption d’alimentation.

Secondaire d’un transformateur de courant : 1 ou 5A ?
Un courant au secondaire de 1A occasionnera moins de pertes en ligne qu’un courant de 5A.
Cela va dans le sens d’une mesure plus précise, et moins coûteuse au niveau du câblage.
Par contre, pour un courant primaire donné, le rapport de transformation est 5 fois plus élevé avec un TC 1A qu’avec un TC 5A. Autrement dit, beaucoup plus de bobinage, donc plus cher et aussi plus lourd.

Déterminer la classe de précision d’un TC
La classe de précision d’un transformateur de courant est fonction de la puissance apparente (VA) du transformateur et de la consommation de la chaîne complète de mesure.

En effet, elle résulte des erreurs de mesure de chaque élément de la chaîne et doit donc être inférieure ou égale à celle de l’instrument de mesure qu’il alimente, notamment pour le comptage d’énergie où la précision intervient directement sur la facturation.

Pour une classe de précision donnée, la consommation de la chaîne de mesure ne doit pas dépasser la puissance apparente (VA) du transformateur de courant.

Exemple de consommation d’une chaîne de mesure à 20 °C

À partir du résultat obtenu, on déduit la classe de précision du transformateur de courant en se reportant au tableau ci-dessous (donné pour exemple) :
– Classe 3 pour un TC de rapport 150/5.
– Classe 1 pour un TC de rapport 250/5.
– Classe 0,5 pour un TC de rapport 250/5.

Raccorder un transformateur de courant

ATTENTION: Le transformateur doit être raccordé hors tension ou avoir son secondaire court-circuité (cas de raccordement très rare car le niveau de risque est très important).

La mise en court-circuit préalable des bornes S1 et S2 est indispensable lorsque le circuit secondaire est amené a être débranché de l’appareil de mesure câblé sur ce TC si le départ mesuré est en charge. Si vous devez intervenir sur un transformateur de courant (TC) préalablement installé et sous tension il faut court-circuiter à l’aide d’un fil (2.5mm²) le secondaire du TC.

Le passage de câble ou barre dans le transformateur de courant devra respecter le sens d’écoulement d’énergie.
Il faut toujours respecter le sens de montage du transformateur, plus particulièrement en triphasé, afin de ne pas inverser le déphasage entre le courant et la tension sur une ou plusieurs phases.

Le sens d’écoulement d’énergie devra se faire depuis la source (coté P1 du TC) vers la charge ( coté P2 du TC).

Dans le cadre du transformateur de courant TCR, 2 doubles bornes S1 et S2 permettent la mise en court-circuit du secondaire avant l’ouverture du circuit de mesure secondaire.

Dans le cas du montage d’un transformateur ouvrant sur un départ en charge, la mise en court-circuit sera également effectuée avant l’installation du TC, a l’exception des transformateurs de courant TC CLIP qui ont un “court-circuiteur” intégré.

Tables des limites de précision suivant la norme CEI 60044-1

Exemple d’impact financier lié à la classe de précision d’un TC
Pour une consommation de 12 000 MWh/an et un coût de 0,10 €/kWh :
– TC classe 1 ± 120 000 kWh soit ± 12 000 €.
– TC classe 0.5 ± 60 000 kWh soit ± 6 000 €.
– TC classe 0.2S ± 2 500 kWh soit ± 2 500 €.
Le calcul ne prend pas en compte ni la classe de l’instrument de mesure, ni les pertes en ligne du réseau de câblage.

Quels sont les avantages à associer un transformateur de mesure de courant de classe 0,2S à un compteur classe 0,5s ou classe 0,2s ?

La précision de la mesure dépend de la précision de tous les maillons de la chaine de mesure, allant du transformateur au compteur, ainsi l’association d’équipements ayant une erreur de mesure la plus faible possible contribue à réduire l’erreur globale de la chaîne de mesure.

Erreur Globale = √ (Erreur TC² + Erreur Compteur²)

Le choix d’une classe 0,2s sur un transformateur permet une réduction des erreurs de mesure et une amélioration induite de l’exactitude de la facture: La dynamique de mesure est considérablement augmentée par une précision de 0,2% garantie de 20% à 120% de In.

Exemple de schéma de raccordement en triphasé