Résumé

Pour garantir le fonctionnement sûr et économique des systèmes électriques, il est essentiel de surveiller et de mesurer l’état de fonctionnement des équipements électriques. Pour des raisons de sécurité, les appareils de mesure et de protection sont connectés indirectement au système via des transformateurs de courant (CT). Cet article analyse les problèmes courants rencontrés avec les transformateurs de courant dans les systèmes électriques, identifie leurs causes et propose des solutions pour maintenir la stabilité du système.

Fonction des transformateurs de courant

Pour assurer le bon fonctionnement et l’économie du système électrique, la surveillance et la mesure des équipements électriques sont cruciales. Cependant, les appareils de mesure et de protection standards ne peuvent pas être connectés directement aux équipements haute tension. C’est pourquoi les transformateurs de courant (CT) sont utilisés pour transformer proportionnellement les grands courants primaires en courants secondaires plus petits et normalisés (5A ou 1A selon les normes nationales).

De plus, comme la mesure directe des circuits haute tension est dangereuse, les CT offrent à la fois une transformation de courant et une isolation électrique. En tant que capteurs, les CT transforment les courants primaires élevés en courants secondaires plus faibles, qui sont ensuite connectés aux instruments de mesure et aux dispositifs de protection.

Principe de fonctionnement des transformateurs de courant

Les transformateurs de courant (CT) se composent de deux enroulements (primaire et secondaire), d’un noyau magnétique, de supports d’isolation et de bornes de sortie. Le noyau magnétique est fabriqué à partir de tôles d’acier au silicium laminé. L’enroulement primaire est connecté en série avec le circuit principal, permettant au courant mesuré (I1) de générer un flux magnétique alternatif dans le noyau, ce qui induit un courant proportionnel (I2) dans l’enroulement secondaire. En négligeant la perte de magnétisation :

I1N1 = I2N2

Où N1 et N2 sont le nombre de tours dans les enroulements primaire et secondaire respectivement. Le rapport de transformation est donc :

K = I1 / I2 = N2 / N1

Étant donné que l’enroulement primaire est directement connecté au circuit principal, une isolation appropriée au niveau de la tension du système est nécessaire pour garantir la sécurité.

Classification des transformateurs de courant

Les CT sont classés en deux types :

1. CT de mesure : Utilisés pour la facturation (mesure de l’énergie) et la mesure des courants dans les équipements en fonctionnement.
2. CT de protection : Associés à des dispositifs de relais de protection pour détecter les défauts (par exemple, courts-circuits ou surcharges) et envoyer des signaux pour déconnecter les circuits défectueux, protégeant ainsi le système.

Précautions d’utilisation des transformateurs de courant

Connexion correcte de la polarité : Une polarité incorrecte affecte les mesures et peut provoquer des courts-circuits en cas de connexions parallèles.

Mise à la terre de protection : Les circuits secondaires doivent avoir un seul point de mise à la terre pour éviter que des hautes tensions ne mettent en danger le personnel ou les instruments en cas de défaillance de l’isolation primaire-secondaire.

Éviter les circuits ouverts dans le circuit secondaire : Les circuits ouverts peuvent entraîner des tensions secondaires élevées, une surchauffe ou des inexactitudes de mesure. Il est essentiel de prévenir de telles occurrences pendant l’exploitation.

Circuits dédiés : Les CT utilisés pour la mesure de l’énergie ne doivent pas être partagés avec les dispositifs de protection afin d’éviter toute interférence mutuelle.

Pannes courantes et dépannage

Fonctionnement anormal :

Les CT peuvent présenter des circuits ouverts, une surchauffe, de la fumée, des bruits anormaux ou des boulons de bobinage desserrés. Les opérateurs doivent diagnostiquer ces problèmes en fonction des symptômes, comme :

• Les circuits ouverts, indiqués par des lectures de courant nulles ou des compteurs d’énergie non rotatifs.
• Des bruits aigus de décharge ou des cartes de bornes brûlées.

Dans ce cas, retirez immédiatement le CT du service.

Bruit anormal ou surchauffe du noyau :

Causes : Surcharge, circuits secondaires ouverts, défaillance de l’isolation entraînant une décharge, mauvaise fixation du noyau.

Solutions : Réduisez la charge aux niveaux nominalement prévus. Corrigez les problèmes de circuit secondaire. Remplacez les CTs présentant une isolation endommagée.

Circuits ouverts dans le circuit secondaire :

Symptômes : Haute tension secondaire (plusieurs kilovolts). Décharges électriques et bruits au niveau du point de circuit ouvert. Surchauffe du noyau magnétique.

Solutions : Coupez l’alimentation et résolvez rapidement le circuit ouvert. Si cela n’est pas possible, réduisez la charge primaire et court-circuitez le circuit secondaire avec des outils isolés sous surveillance.

Maintenance et inspection des transformateurs de courant

1. Vérifiez régulièrement la surchauffe, les bruits inhabituels ou les odeurs de brûlé.
2. Inspectez l’isolation, nettoyez les parties en porcelaine et assurez-vous qu’il n’y a pas de fuites d’huile pour les CT à huile.
3. Testez périodiquement l’isolation et la qualité de l’huile.
4. Assurez-vous d’une mise à la terre correcte et évitez les circuits ouverts dans le circuit secondaire.

Assurer le fonctionnement sûr et stable des systèmes électriques nécessite le respect des consignes de sécurité et des lignes directrices techniques lors de l’entretien et de l’exploitation des équipements. Traiter rapidement les anomalies améliore la fiabilité et l’efficacité des équipements.

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