Performance d’un Transformateur de Courant

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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