Dans les réenclencheurs intelligents pour moyenne tension tels que les unités Rockwill, le TC intégré est généralement spécifié à 400/1 A. La raison n'est pas que « 1 A est plus précis ». C'est plutôt qu'un secondaire de 1 A convient à un contrôleur numérique, réduit la charge du secondaire, tolère les longues longueurs de câbles des installations sur poteau, et comprime le courant de court-circuit du secondaire dans une plage où l'échantillonnage électronique est aisé.
À impédance de circuit secondaire égale, la charge nominale d'un TC de 1 A n'est que de 1/25 de celle d'un TC de 5 A, car S = I² × Z. Le câblage sur de longues distances peut donc utiliser une section de câble plus petite, et les noyaux de protection sont moins susceptibles de saturer prématurément sous une charge lourde.
Installation sur site du réenclencheur Rockwill monté sur poteau
Un transformateur de courant (TC) réduit un courant primaire important à un courant secondaire normalisé de faible valeur. La norme CEI 61869-2 couvre les TC à sortie de courant, où 1 A et 5 A sont les valeurs nominales secondaires habituelles ; l'ancien système chinois GB liste également 1 A, 2 A et 5 A. Un rapport de 400/1 A signifie 1 A au secondaire lorsque le primaire transporte 400 A, tandis que 400/5 A signifie 5 A au secondaire pour le même courant primaire.
Ce qui est connecté en aval détermine le choix. Les contrôleurs de réenclencheurs numériques et les bornes autoproduites préfèrent un courant faible et une charge légère ; les relais électromagnétiques hérités et les compteurs analogiques préfèrent le signal plus important de 5 A.
La charge du secondaire du TC (en VA) est approximativement S = I_s² × Z, où I_s est le courant secondaire nominal et Z est l'impédance d'entrée du contrôleur plus la résistance de la boucle de câble plus la résistance de contact de la borne. Pour un même Z, un TC de 400/1 A absorbe 1²Z = Z VA, tandis qu'un TC de 400/5 A absorbe 5²Z = 25Z VA.
En d'autres termes, un schéma de 5 A nécessite 25 fois la charge. Le résultat pratique est que 1 A permet d'utiliser un câble secondaire plus fin et une valeur nominale en VA plus faible, et qu'il correspond bien mieux à l'entrée à charge légère d'un contrôleur numérique.
La comparaison ci-dessous suppose une charge nominale égale et une section de cuivre égale. Les chiffres sont des valeurs de référence ; dans la pratique, vérifiez-les par rapport à la résistance réelle du câble et à l'entrée du contrôleur.
| Charge assignée et secondaire | 1 mm² | 1,5 mm² | 2,5 mm² | 4 mm² |
|---|---|---|---|---|
| 2,5 VA, 1 A | environ 69 m | environ 108 m | environ 178 m | environ 277 m |
| 2,5 VA, 5 A | environ 2,8 m | environ 4,3 m | environ 7,1 m | environ 11,1 m |
| 10 VA, 1 A | environ 276 m | environ 432 m | environ 712 m | environ 1108 m |
| 10 VA, 5 A | environ 11,4 m | environ 17 m | environ 28,5 m | environ 44,3 m |
Sur un réenclencheur monté sur poteau, la distance entre le TC situé sur le poteau et le contrôleur en bas du poteau peut atteindre plusieurs dizaines de mètres, ce qui rend l'avantage du 1 A évident. Une conception à 5 A sur la même distance nécessiterait soit un câble de section plus importante, soit une charge assignée du TC plus élevée.
Lorsque la charge totale du circuit secondaire dépasse la charge assignée du TC, l'erreur de rapport et le déphasage augmentent. En cas de courant de défaut, un noyau de protection supportant une charge trop importante peut saturer prématurément et dépasser sa limite d'erreur composée.
Étant donné que le 1 A réduit la puissance en VA produite par la même résistance d'un facteur 25, la charge réelle a beaucoup plus de chances de rester inférieure à la charge assignée, ce qui laisse une marge de précision plus importante. La résistance du câble doit également être calculée à la température maximale de service, et non à la température ambiante.
Calcul approximatif basé sur le rapport idéal, en ignorant la saturation et la limitation de la classe de protection :
| Courant primaire | Secondaire 400/1 A | Secondaire 400/5 A |
|---|---|---|
| 10 kA | environ 25 A | environ 125 A |
| 16 kA | environ 40 A | environ 200 A |
| 20 kA | environ 50 A | environ 250 A |
Avec un secondaire de 5 A, un défaut grave exige des centaines d'ampères du TC, ce qui impose des exigences beaucoup plus strictes sur la capacité d'enroulement, le câble, les bornes, les résistances d'échantillonnage et la plage de mesure du contrôleur. Le secondaire de 1 A réduit le courant de défaut au secondaire d'un facteur cinq, ce qui offre une marge de manœuvre considérablement plus importante pour le filtrage de Fourier pleine onde, l'identification des harmoniques et l'enregistrement des défauts.
Poteau époxy APG avec TC intégré
Un réenclencheur intelligent peut récupérer l'énergie du TC de ligne, avec un contrôleur à base de microprocesseur gérant la logique de surintensité, de défaut à la terre et de réenclenchement indépendamment d'un panneau de protection externe. Les entrées de courant des IED numériques consomment généralement une fraction de VA jusqu'à quelques VA.
Un TC de 1 A associé à une charge assignée faible (par exemple 1,5, 2,5, 3 ou 5 VA, selon les données du fabricant du contrôleur) est plus économique que celui de 5 A. Les solutions d'automatisation de réseau intelligent Rockwill mettent l'accent sur l'automatisation du réseau et la surveillance à distance des IED, et de telles applications privilégient un courant secondaire faible.
Lorsqu'un noyau de mesure, un noyau de protection et un terminal d'automatisation de départ sont alimentés par la même source, chaque incrément d'impédance ΔZ ajoute une charge comme suit :
L'extension de l'automatisation est donc beaucoup plus tolérante à la croissance de la charge. Néanmoins, il faut autant que possible séparer les noyaux de mesure et les noyaux de protection, afin que leurs charges ne s'additionnent pas en série.
Une précision. Un TC de 1 A n'est pas « plus sûr » simplement parce que sa valeur assignée est plus faible. Le secondaire d'un TC sous tension ne doit jamais être laissé ouvert. La tension induite aux bornes d'un secondaire ouvert dépend du rapport, du nombre de spires, du noyau et de la classe de protection, et on ne peut pas dire en général qu'un secondaire de 1 A ouvert est plus inoffensif. Le choix de 1 A est une décision liée à la charge et à l'échantillonnage, et non une décision de sécurité.
Pour une nouvelle installation de réenclencheur intelligent en extérieur, aucune de ces contraintes ne s'applique, le choix de 400/1 A est donc privilégié.
Les réenclencheurs intelligents de classe Rockwill utilisent un TC intégral de 400/1 A plutôt que de 400/5 A pour les raisons principales suivantes. Avec une entrée de contrôleur électronique à faible VA, la charge nominale n'est que de 1/25 de la valeur de 5 A, selon S = I² × Z. Sur les longues lignes de câbles montées sur poteaux, la chute de tension est faible et un conducteur plus fin peut être utilisé. La charge réelle peut facilement rester inférieure à la VA nominale, de sorte qu'un noyau de protection est moins susceptible de saturer en raison d'une charge excessive pendant un défaut. Un défaut de 10 à 25 kA génère un courant secondaire idéal d'environ 25 à 62,5 A, ce qui convient bien mieux à l'échantillonnage numérique et aux bornes auto-alimentées que les 125 à 312,5 A d'un schéma de 5 A. Lorsque plusieurs IED sont connectés en parallèle, la charge ajoutée est faible. Lorsque la compatibilité avec les relais hérités de 5 A est requise, ou lorsque des compteurs analogiques de panneau se trouvent à proximité à l'intérieur de l'appareillage, ou lorsque le propriétaire impose le 5 A, une version 400/5 A peut être fournie sur commande. Pour les nouveaux réenclencheurs d'automatisation extérieure, le 400/1 A est recommandé.
Production de masse des réenclencheurs Rockwill
Q : Un TC de 400/1 A est-il plus précis qu'un TC de 400/5 A ?
R : Pas nécessairement. La précision dépend de la classe de précision, de la charge nominale, de la charge réelle et de la température. L'avantage du 1 A est qu'à résistance de câble égale, il produit une charge plus faible, de sorte que sur une longue distance, la charge réelle est plus facile à maintenir en dessous de la VA nominale et la précision est moins susceptible d'être perdue. Le rapport en lui-même n'est pas intrinsèquement plus précis.
Q : Pour un réenclencheur monté sur poteau avec une course de 50 m, dois-je utiliser du 1 A ou du 5 A ?
R : Avec un contrôleur numérique et une petite entrée VA, le 1 A est préférable. Pour le même câble de 2,5 mm² et 2,5 VA, un secondaire de 1 A peut théoriquement atteindre bien plus de cent mètres, tandis qu'un secondaire de 5 A n'atteint qu'environ 7 m. Dans une application de 50 m, une conception de 5 A nécessiterait généralement une VA nettement plus élevée ou un câble plus lourd.
Q : Un circuit ouvert sur un TC de 1 A est-il plus sûr ?
R : On ne peut pas le juger ainsi. Le danger d'un secondaire ouvert dépend du courant primaire, du rapport, du nombre de spires, du noyau et de la classe de protection. Que le secondaire soit de 1 A ou de 5 A, il doit être mis en court-circuit lorsque le TC est sous tension, et un circuit ouvert n'est jamais autorisé.
Q : Un poste entièrement en 5 A peut-il être converti en un réenclencheur Rockwill de 1 A ?
R : Oui, mais si les relais ou les compteurs en aval n'acceptent que le 5 A, vous aurez besoin de TC auxiliaires, de convertisseurs de signaux ou d'une version 5 A du réenclencheur. Pour un nouveau système entièrement numérique, le 1 A est le choix le plus économique.
Q : La CEI impose-t-elle le 1 A ou le 5 A ?
R : Non, il n'y a pas de choix obligatoire entre les deux. La CEI 61869-2 couvre les exigences de précision, de charge et de classe de protection pour les TC à sortie de courant nominal de 1 A et 5 A. Le choix dépend de la longueur du câble, de l'équipement en aval et de la vérification de la saturation.
Édité depuis : Garca
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