Transformateur de Courant (TC) : Définition, Applications et Principe de Fonctionnement

Transformateur de Courant

Un transformateur de courant est un transformateur d'instrument. Similaire au transformateur de tension mais transforme le courant au lieu de la tension.

Définition :

« Son but principal est de monter/abaisser le courant depuis une ligne de transport haute puissance. Le courant dans l'enroulement secondaire est proportionnel au primaire mais de magnitude réduite. »

But principal : mesure de courant alternatif.

Pourquoi utiliser un transformateur de courant ?

Pourquoi pas transformateur de tension seul ?

1. Ampèremètre standard incapable de mesurer forts courants ni connecté ligne haute tension (transport). Pour mesurer courant réel via ampèremètre standard : TC car courant secondaire proportionnel au primaire mais magnitude réduite.
2. Isole l'appareil de mesure des lignes haute puissance.
3. Fournit courant d'entrée au relais pour protection (depuis ligne HT), relais commandé par courant secondaire proportionnel mais réduit.
   

Principe de Fonctionnement :

Similaire transformateur tension, mais enroulement primaire en série avec ligne puissance. Courant fort → fil primaire gros diamètre (sinon destruction). Courant secondaire proportionnel mais réduit. Rapport de tours ? Équation base transformateur courant/tours :

NₛIₛ = NₚIₚ

Nₛ/Nₚ = Iₚ/Iₛ

Rapport tours secondaire > primaire pour abaisser le courant.

Primaire en série avec ligne puissance → aussi appelé « transformateur série ».

Secondaire bobiné sur noyau feuilleté, matériau magnétique faibles pertes, grande section.

Charge connectée secondaire très faible pour protéger secondaire haute tension. Point crucial pour utilisation TC.

C'est un transformateur abaisseur car Nₛ > Nₚ.

Nₛ/Nₚ = Vₛ/Vₚ = 10/1

« L'impédance (charge) connectée au secondaire est très faible ».

Exemple :

• Rₗ=1Ω → chute V₀ = I×R = 1A×1Ω = 1V
• Rₗ=10Ω → V₀ = 10V
• Rₗ=100Ω → V₀ = 100V
• Rₗ=1kΩ → V₀ = 1kV

Si Rₗ augmente, V₀ augmente. Limite précise de Rₗ sur secondaire. Dépassement → amorçage, TC brûle. Ne pas retirer Rₗ (R=∞ → amorçage). Rₗ > minimum → TC brûle.

Secondaire jamais déconnecté de la charge nominale ;

« La charge (burden) = charge connectée aux bornes secondaires ».

TC fonctionne toujours en court-circuit. Charge (burden) = produit courant × tension (VA) secondaire. TC gère faible puissance.

Rapport de Transformation de Courant :

« Rapport courant primaire / courant secondaire = rapport de transformation ».

Primaire ligne transport : 10-3000A ou plus. Secondaire : 0,1A – 5A.