Que faut-il noter lors du choix d'un transformateur de courant pour un circuit de transformateur de station 10kV

Partage d'expériences pratiques d'un ingénieur électrique sur le terrain
Par James, 10 ans dans l'industrie électrique

Bonjour à tous, je suis James, et je travaille dans l'industrie électrique depuis 10 ans.

De la conception précoce de postes et de la sélection d'équipements, à la prise en charge ultérieure de la mise en service des systèmes de protection par relais et d'automatisation pour des projets entiers, l'un des dispositifs que j'utilise le plus souvent est le transformateur de courant (TC).

Récemment, un ami qui débute m'a demandé :

“Que dois-je prendre en compte lors de la sélection de transformateurs de courant pour les circuits de transformateurs de station 10kV ?”

Excellente question ! Beaucoup de gens pensent que choisir un TC se résume au rapport de courant nominal — mais pour vraiment répondre aux besoins d'un circuit, il faut prendre en compte plusieurs facteurs.

Aujourd'hui, je vais partager avec vous, en termes simples — basés sur mon expérience pratique ces dernières années — quels sont les points clés à considérer lors de la sélection de TC pour les circuits de transformateurs de station 10kV, ce que signifie chaque paramètre, et comment faire le bon choix.

Pas de jargon compliqué, pas de normes interminables — juste des connaissances pratiques que vous pouvez utiliser dans la vie réelle.

1. Pourquoi est-il important de choisir soigneusement les TC pour les circuits de transformateurs de station ?

Bien que le transformateur de service de la station ne soit pas le principal transformateur de puissance, il joue un rôle crucial dans l'alimentation en énergie interne d'une sous-station — y compris l'alimentation de contrôle, l'éclairage, l'alimentation de maintenance et les systèmes UPS.

Si le transformateur de station tombe en panne ou si sa protection dysfonctionne, cela pourrait entraîner :

• Perte de l'alimentation de contrôle ;

• Système DC perdant sa capacité de charge ;

• La fermeture complète de la sous-station.

Et puisque le transformateur de courant est le composant central pour la protection et la mesure, son choix affecte directement la fiabilité de la protection et la précision des mesures.

Donc, choisir le bon TC = sécurité + fiabilité + rentabilité.

2. Six points clés à considérer lors de la sélection de TC pour les circuits de transformateurs de station 10kV

Basé sur mes 10 ans d'expérience sur le terrain et de pratique de projet, voici les six considérations les plus importantes :

Point 1 : Courant primaire et secondaire nominal

Objectif : Assurer que le TC fonctionne normalement et répond aux exigences de sensibilité de la protection.

C'est le paramètre le plus basique et le plus important.

Combinaisons courantes :

• Courant primaire : 50A, 75A, 100A, 150A (selon la capacité du transformateur de station)

• Courant secondaire : 5A ou 0,5A (la plupart des appareils de protection modernes utilisent 0,5A)

Mon conseil :

• Choisissez généralement le courant primaire comme 1,2~1,5 fois le courant nominal du transformateur de station ;

• Pour la protection à base de microprocesseur, préférez une sortie de 0,5A pour réduire la charge secondaire ;

• Évitez de choisir un calibre trop élevé — sinon, la précision peut être mauvaise à faible courant, affectant les performances de la protection.

Point 2 : Classe de précision adaptée à l'application

Objectif : Assurer que différentes fonctions (comme la protection, la mesure, la comptabilisation) reçoivent des signaux précis.

Différentes applications nécessitent différents niveaux de précision.

Classes courantes :

• Enroulement de mesure : Classe 0,5

• Enroulement de comptabilisation : Classe 0,2S

• Enroulement de protection : 5P10, 5P20, 10P10, etc.

Mon expérience :

• Les circuits de transformateurs de station n'exigent généralement pas de comptabilisation de haute précision, sauf s'il y a facturation ;

• Les enroulements de protection doivent maintenir la linéarité pendant les courts-circuits ;

• Les TC à enroulements multiples offrent plus de flexibilité et sont recommandés.

Point 3 : Capacité nominale de sortie (valeur VA)

Objectif : Assurer que le TC peut alimenter les compteurs ou les dispositifs de protection connectés.

Une capacité insuffisante peut causer une chute de tension, affectant la précision de la mesure ou le fonctionnement de la protection.

Formule de calcul :

Charge totale = Impédance du câble + Impédance d'entrée de l'instrument/dispositif de protection

Mon conseil :

• Choisissez généralement entre 10–30 VA ;

• Les dispositifs de protection à base de microprocesseur consomment moins d'énergie — une capacité plus faible est acceptable ;

• Si le câble secondaire est long (par exemple, plus de 50 mètres), augmentez la capacité de manière appropriée ;

• N'optez pas aveuglément pour une haute capacité — évitez la saturation du noyau.

Point 4 : Vérification de la stabilité thermique et dynamique

Objectif : Assurer que le TC peut résister au courant de court-circuit sans dommage.

Dans les systèmes 10kV, les courants de court-circuit peuvent atteindre des milliers d'ampères.

Comment procéder :

• Vérifiez le courant de court-circuit maximal (Ik) ;

• Vérifiez le courant de stabilité thermique (It) et le courant de stabilité dynamique (Idyn) du TC ;

• Généralement, It ≥ Ik (pendant 1 seconde), Idyn ≥ 2,5 × Ik

Cas réel : J'ai déjà eu un TC qui a explosé après un court-circuit — il s'est avéré que le courant de stabilité dynamique ne répondait pas aux exigences du système. Le remplacement par un TC de calibre supérieur a résolu le problème.

Point 5 : Méthode d'installation et type de structure

Objectif : Assurer que le TC est facile à installer et à entretenir, et qu'il s'adapte à l'espace disponible.

Types de TC courants :

• À noyau (commun dans les tableaux de distribution)

• À poteau (adapté à l'utilisation en extérieur)

• À tige (souvent utilisé sur les transformateurs)

Mon conseil :

• Dans les tableaux de distribution 10kV, les TC à noyau sont les plus courants ;

• Assurez-vous que la taille du conducteur correspond au diamètre du trou du noyau ;

• Pour les espaces restreints, envisagez des TC à noyau divisé pour une installation et un démontage plus faciles ;

• Dans des environnements humides ou corrosifs, choisissez des modèles résistants à l'humidité ou à la corrosion.

Point 6 : Polarité et méthode de câblage

Objectif : Assurer que la direction du signal vers les relais de protection et les instruments est correcte, évitant les erreurs de jugement.

Une polarité incorrecte peut entraîner :

• Un dysfonctionnement ou une absence de protection ;

• Un jugement erroné de la direction du flux de puissance ;

• Des fausses alarmes dans la protection différentielle.

Mon expérience :

• Tous les TC devraient clairement marquer les bornes de polarité (P1, P2) ;

• Utilisez toujours une connexion de polarité soustractive ;

• Effectuez toujours un test de polarité après l'installation ou la maintenance ;

• Utilisez un testeur de polarité dédié ou une méthode DC pour la vérification.

3. Autres conseils pratiques

En plus des six points clés ci-dessus, voici quelques autres notes importantes :

Configuration multi-enroulement :

• Enroulements séparés pour la protection, la mesure et la comptabilisation pour éviter les interférences ;

• Réservez des enroulements supplémentaires pour les futures extensions.

Caractéristiques d'excitation :

• Particulièrement pour les enroulements de protection, de bonnes caractéristiques d'excitation améliorent la fiabilité de la protection ;

• Si possible, effectuez un test de courbe d'excitation pour confirmer les performances du noyau.

Référence de sélection d'échantillons pour un transformateur de station 50kVA

4. Mes suggestions finales

En tant que professionnel avec 10 ans d'expérience sur le terrain, je tiens à rappeler à tous les professionnels :

“Ne regardez pas seulement le numéro de modèle — prenez toujours en compte le circuit réel, la configuration de protection et l'environnement d'installation lors de la sélection d'un TC.”

En particulier dans les circuits de transformateurs de station 10kV apparemment "simples", une sélection inappropriée conduit souvent à des conséquences graves.

Voici mes recommandations pour différents rôles :

Pour le personnel de maintenance :

• Apprenez à lire les informations sur la plaque signalétique du TC ;

• Comprenez les significations de base des paramètres ;

• Familiarisez-vous avec les méthodes de test de polarité ;

• Signalez immédiatement toute anomalie.

Pour le personnel technique :

• Maîtrisez les méthodes de calcul de sélection de TC ;

• Comprenez les caractéristiques des enroulements de protection ;

• Sachez interpréter les paramètres de court-circuit du système ;

• Soyez capable d'analyser les courbes d'excitation.

Pour les gestionnaires ou les équipes d'approvisionnement :

• Définissez clairement les spécifications techniques ;

• Choisissez des fabricants réputés avec une qualité stable ;

• Demandez des rapports de tests complets aux fournisseurs ;

• Maintenez des registres d'équipement pour la traçabilité.

5. Réflexions finales

Les transformateurs de courant peuvent sembler petits, mais ils sont les yeux et les oreilles de l'ensemble du système électrique.

Ils ne servent pas seulement à réduire le courant — ils sont la base de la protection, la fondation de la comptabilisation et la garantie de la sécurité.

Après 10 ans dans le domaine électrique, je dis souvent :

“Les détails déterminent le succès ou l'échec, et une sélection appropriée assure la sécurité.”

Si vous rencontrez des difficultés lors de la sélection de TC, en cas de dysfonctionnements fréquents de la protection, ou si vous n'êtes pas sûr de l'adéquation de vos paramètres, n'hésitez pas à me contacter — je serai ravi de partager davantage d'expériences pratiques et de solutions.

Que chaque transformateur de courant fonctionne de manière stable et sûre, assurant la précision et la fiabilité de notre réseau électrique !

— James