Dans les circuits de puissance de 380 volts avec des courants élevés, selon le PUE, un convertisseur d'une conception spéciale appelée transformateur de courant est utilisé. Avec son aide, il est possible de réduire la valeur de l'indicateur actuel du nombre de fois spécifié par les caractéristiques techniques. Pour comprendre le principe de fonctionnement de tels convertisseurs, vous devrez vous familiariser avec leur conception.
Caractéristiques de conception
Les transformateurs de courant électrique contiennent les éléments structurels suivants:
- noyau fermé (noyau magnétique);
- enroulement de puissance primaire;
- bobine secondaire (abaissement).
L'enroulement primaire est connecté en série avec le circuit commandé, de sorte que tout le courant de phase le traverse. La bobine secondaire est chargée sur un appareil connecté au réseau - un relais de protection ou un appareil de mesure. En raison de la différence du nombre de spires dans chacune des bobines, la composante actuelle de l'enroulement secondaire est réduite à une valeur déterminée par le coefficient de transformation.
La résistance des circuits de charge étant négligeable, on pense que ces dispositifs fonctionnent dans un mode très proche des courts-circuits.
Habituellement, ils ont plusieurs groupes d'enroulements secondaires, chacun étant utilisé à ses propres fins. Ils peuvent se connecter à:
- dispositifs de protection (relais de tension, par exemple);
- équipement de mesure et de diagnostic;
- équipement de contrôle.
La résistance des enroulements de sortie est strictement normalisée, car même un léger écart par rapport à la valeur spécifiée dans le TU entraîne une augmentation de l'erreur de mesure ou une détérioration des caractéristiques de réponse.
Une différence significative entre les TC et leurs transformateurs de tension associés est les fonctions exécutées par ces dispositifs et le principe de fonctionnement. Les transformateurs de courant assurent principalement la protection de la charge connectée et la précision spécifiée des mesures. Le deuxième type se caractérise par un mode de fonctionnement purement convertissant, qui ne concerne que le fonctionnement dans des circuits de puissance.
Classification actuelle des transformateurs
Comprendre à quoi le CT est destiné aidera à se familiariser avec la classification généralement acceptée de ces appareils. Les exemples connus de conversion d'appareils diffèrent par les caractéristiques principales suivantes:
- Objectif - la fonction effectuée par chaque appareil spécifique.
- Méthode d'installation sur le lieu d'exploitation.
- Caractéristiques de conception, y compris le nombre total de tours dans l'enroulement primaire.
- Tension de fonctionnement et type d'isolation des conducteurs.
- Le nombre d'étapes de transformation.
Selon l'objectif, les échantillons CT connus sont divisés en appareils de laboratoire, de protection, de mesure et dits "intermédiaires".
La dernière catégorie est destinée soit au raccordement d'instruments de mesure, soit à l'égalisation des valeurs de courant dans les systèmes de protection différentielle.
Selon la méthode d'installation, les types suivants sont distingués:
- pour une installation à l'extérieur uniquement (dans des armoires d'appareillage);
- pour les circuits d'installation intérieure (dans l'appareillage intérieur);
- convertisseurs intégrés dans des unités électriques et des dispositifs de commutation, qui comprennent des générateurs et des transformateurs de puissance;
- dispositifs aériens montés sur le dessus de la structure (sur les traversées).
Les échantillons portables sont utilisés pour la recherche en laboratoire, ainsi que pour les inspections et les mesures.
Selon la conception de l'enroulement primaire, les dispositifs actuels sont divisés en modèles multitours, monotours et bus.En fonction de la tension de fonctionnement des circuits dans lesquels ces appareils sont installés, ils sont divisés en transformateurs installés dans des réseaux jusqu'à 1000 volts et plus.
Par le type de matériaux isolants qui y sont utilisés, ces produits sont divisés en les types suivants:
- avec isolation "sèche" à base de porcelaine ou d'époxy;
- avec protection papier-huile ou condensateur;
- avec remplissage composé.
Par le nombre d'étapes de transformation disponibles, tous les appareils connus installés dans le circuit de puissance sont à un étage et à deux étages (leur autre nom est «cascade»).
Schémas de câblage
Divers schémas de connexion des transformateurs de courant diffèrent principalement dans l'ordre de commutation des enroulements primaire et secondaire. Le premier d'entre eux se caractérise par l'inclusion séquentielle la plus simple (ce que l'on appelle le "tie-in") dans l'espace du bus de phase contrôlé. Une autre chose est le circuit secondaire, composé de plusieurs enroulements, qui peut être déclenché selon les schémas suivants:
- «Une étoile pleine, utilisée pour contrôler les paramètres actuels dans chaque phase si nécessaire.
- "Étoile de type incomplet", utilisée lorsqu'il n'est pas nécessaire de contrôler tous les circuits de mesure linéaires.
- Schéma de fixation des courants de la "séquence zéro", qui comprend un relais de commande.
Sur les départs de 6-10 kV, afin d'économiser, souvent pas seulement trois, mais seulement deux transformateurs de mesure sont installés (sans une phase).
Dans ce cas, les enroulements secondaires sont activés selon le schéma d'étoiles incomplet. Un circuit commun appelé «contrôle de courant homopolaire» est formé en connectant des enroulements secondaires à une étoile pleine. Dans le même temps, le relais de commande utilisé est inclus dans la rupture de fil commune («zéro»). À l'exception de ce type, le courant traversant l'enroulement est composé des trois vecteurs triphasés. Si les charges sont équilibrées, en cas de court-circuit monophasé ou biphasé, une composante résultant d'un déséquilibre est allouée dans le relais.
Paramètres et caractéristiques principaux des transformateurs de courant
Les paramètres techniques de tout transformateur de courant sont décrits par les principaux indicateurs suivants:
- classe d'appareil;
- Tension nominale;
- courants dans les bobines primaire et secondaire;
- rapport de transformation du courant alternatif (en tant que rapport);
- erreur de mesure admissible lors du raccordement d'un compteur d'électricité;
- perméabilité et coupe transversale du circuit magnétique (noyau);
- amplitude du chemin magnétique.
La tension nominale en kilovolts est généralement indiquée dans le passeport appliqué à chaque appareil spécifique. Sa valeur de fonctionnement varie de 0,66 à 1150 kV. Pour des informations plus complètes sur cet indicateur et sur d'autres indicateurs, vous devriez consulter la documentation de référence concernant le raccordement des transformateurs aux compteurs électriques.
La valeur du courant nominal dans la bobine primaire est également tirée de la documentation technique jointe. Selon le modèle spécifique du convertisseur, ce paramètre peut aller de 1,0 à 40 000 ampères. Les valeurs de l'indice de courant dans la bobine secondaire sont généralement sélectionnées de 1,0 ou 5,0 ampères (en fonction des paramètres du circuit primaire).
Parfois, en vertu de la commande, le fabricant fabrique des appareils avec des courants secondaires de 2,0 ou 2,5 ampères.
Le rapport de transformation (multiplicité) est un indicateur de la proportion ou du rapport des courants des bobines primaire et secondaire. Le rapport maximum est compris comme le rapport du courant primaire maximum à sa valeur nominale, à condition que l'erreur totale à une charge secondaire fixe ne dépasse pas 10%. La multiplicité ultime nominale signifie le même indicateur à charge optimale.Ce paramètre caractérise la possibilité du fonctionnement normal des dispositifs de protection en cas d'urgence.
Erreur actuelle
Selon GOST 7746-89, il existe trois types d'erreurs pour les TC: courant, angulaire et plein. Ce sont des indicateurs quantitatifs des écarts des valeurs de courant secondaires, multipliés par le coefficient nominal, par rapport à l'indicateur primaire.
La norme prescrit de calculer ces erreurs uniquement dans le mode de fonctionnement en régime permanent (à paramètres constants) du système et uniquement si la forme du courant primaire ne diffère pas de celle du courant sinusoïdal.
L'erreur de courant mentionnée dans la description des multiplicités caractérise la différence relative entre les valeurs effectives des courants, exprimée en pourcentage. Son équivalent angulaire est défini comme l'erreur entre les vecteurs de deux composantes de courant: le primaire pour le circuit primaire et le premier harmonique pour le secondaire. Sur la base de ces deux valeurs, l'erreur totale est calculée en les additionnant selon la formule donnée dans les instructions.
La mesure principale des transformateurs de courant est de connecter des compteurs d'énergie utilisés pour desservir les lignes électriques triphasées.
