Choix du transformateur de courant (TC) : rapport, classe de précision, charge et FLP
choix transformateur de courant: Pour choisir un transformateur de courant, arrondissez d’abord le courant primaire assigné à un rapport normalisé correspondant à environ 1,25 fois le courant d’emploi, puis retenez la classe de précision selon l’application (0,5S en mesure, 5P en protection) et vérifiez enfin que la charge totale, câblage compris, reste inférieure à la puissance assignée du TC.
Sommaire
Le transformateur de courant ramène les centaines d’ampères circulant dans un tableau à un signal de 5 A ou 1 A que les appareils de mesure et les relais peuvent traiter en sécurité. Lorsque le rapport, la classe ou la charge sont mal définis, l’analyseur de réseau se trompe, le relais de surintensité ne déclenche pas à temps et des tensions dangereuses peuvent apparaître au secondaire. Cet article traite du rapport, de la classe de précision, de la charge et de la saturation dans le cadre de la CEI 61869-2.
Rôle du transformateur de courant dans un tableau
Le transformateur de courant couple magnétiquement le conducteur primaire à un enroulement secondaire et produit un courant réduit et proportionnel. Dans les ensembles basse tension, on utilise le plus souvent des modèles toriques ou ouvrants enfilés sur une barre ou un câble, tandis que les cellules moyenne tension emploient des modèles supports moulés en résine. Les analyseurs, ampèremètres, relais de protection et compteurs sont ainsi alimentés avec une séparation galvanique par rapport au circuit de puissance. Cette séparation réduit le coût des appareils et améliore directement la sécurité des exploitants.
Déterminer le rapport et le courant primaire assigné
Le courant primaire assigné doit se situer légèrement au-dessus du courant d’emploi permanent du circuit. En pratique, on multiplie le courant calculé par 1,20 à 1,30 puis on arrondit à la valeur normalisée la plus proche : 100, 150, 200, 250, 400, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500 ou 3200 A. Un rapport surdimensionné détruit la résolution de mesure à charge partielle et provoque une erreur visible sur l’analyseur, tandis qu’un rapport sous-dimensionné accroît le risque de saturation en exploitation normale. Pour les liaisons secondaires longues, le secondaire 1 A est préférable car la charge croît avec le carré du courant.
Classes de mesure et classes de protection
Les classes de mesure (0,2S, 0,5S, 0,5, 1) visent une erreur très faible dans la plage normale et saturent volontairement en défaut, ce qui protège l’appareil raccordé. Les classes de protection (5P, 10P) font l’inverse : elles conservent le rapport bien au-delà du courant assigné, et le chiffre de la désignation 5P10 correspond au facteur limite de précision. Les schémas sensibles comme la protection différentielle (ANSI 87) exigent des noyaux PX ou classe X, avec tension de coude et résistance secondaire spécifiées. Il ne faut jamais alimenter la mesure et la protection depuis le même noyau : un TC multi-noyaux s’impose.
Calcul de la charge en VA, câblage inclus
| Classe de précision | Usage typique | Point de vigilance |
|---|---|---|
| 0,2S | Comptage tarifaire | Précis même à faible charge |
| 0,5S / 0,5 | Analyseur de tableau, suivi énergétique | L’erreur croît vite si la charge est dépassée |
| 1 | Ampèremètre indicateur | Économique, hors mesure critique |
| 5P10 / 5P20 | Protection de surintensité (50/51) | Le FLP doit couvrir le courant de défaut |
| 10P10 | Protection de secours simple | Précision faible, sélectivité affaiblie |
| PX / classe X | Protection différentielle (87) | Tension de coude et Rct spécifiées |
La charge correspond à la puissance apparente absorbée par l’impédance totale du secondaire au courant assigné, exprimée en VA. Elle comprend non seulement les appareils mais aussi la résistance aller-retour du câble et celle des bornes : avec un secondaire 5 A, 20 mètres de boucle en 2,5 mm² ajoutent environ 3,5 VA. Le total doit rester inférieur à la puissance assignée du TC, sans être excessivement faible non plus, car certaines classes perdent en précision lorsqu’elles sont très peu chargées. Le tableau ci-dessous facilite le choix courant de la classe.
FLP, saturation et sécurité du circuit secondaire
Le facteur limite de précision indique jusqu’à quel multiple du courant assigné le rapport reste tenu ; la valeur retenue doit donc couvrir le courant de défaut maximal que le relais doit percevoir. Le FLP effectif augmente lorsque la charge raccordée est inférieure à la charge assignée, ce qui impose de calculer avec la charge réelle. La règle de sécurité essentielle reste qu’un secondaire sous tension ne doit jamais être laissé ouvert : le noyau sature et des crêtes de l’ordre du kilovolt apparaissent aux bornes. Des borniers d’essai à shunt sont donc indispensables et le secondaire doit être court-circuité avant toute intervention.
Points clés: choix transformateur de courant
- Adapter le rapport à la charge — Arrondir environ 1,25 fois le courant permanent au rapport normalisé le plus proche.
- Séparer mesure et protection — Préférer un TC multi-noyaux plutôt que d’alimenter les deux fonctions sur un seul noyau.
- Inclure le câblage dans la charge — Le secondaire 1 A réduit fortement les VA dus au câble sur les liaisons longues.
- Ne jamais ouvrir un secondaire sous tension — Prévoir des shunts au bornier d’essai et court-circuiter avant toute maintenance.
- Source normative — catalogue des publications IEC: iec.ch.
Questions fréquentes
Que se passe-t-il si le rapport du TC est très supérieur à la charge réelle ?
Le courant secondaire reste très faible dans la plage normale et sort de la bande d’erreur garantie par la classe. L’analyseur peut sous-évaluer la consommation et la lecture du facteur de puissance devient instable. Le rapport doit être choisi pour que le circuit fonctionne entre environ un quart et la totalité du courant primaire assigné.
Faut-il retenir un secondaire 5 A ou 1 A ?
Pour des liaisons courtes dans la même enveloppe, le 5 A reste courant et économique. Si l’appareil se trouve dans un tableau synoptique déporté ou en salle de commande, le 1 A est nettement préférable car la charge du câble croît avec le carré du courant et autorise des distances bien plus grandes à section égale.
Quelle classe suffit pour un relais de protection ?
Pour une protection de surintensité et de défaut à la terre classique, 5P10 ou 5P20 convient dans la plupart des installations. Dès qu’une protection différentielle de jeu de barres ou de transformateur est mise en œuvre, des noyaux de classe PX au comportement de saturation défini deviennent nécessaires, faute de quoi des défauts externes provoquent des déclenchements intempestifs.
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