Transformateurs de Mesure : TC et TT - Cours Complet

LES TRANSFORMATEURS DE MESURE
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LES TRANSFORMATEURS DE MESURE
1. INTRODUCTION
En distribution électrique, les valeurs élevées de courant et de tension ne permettent pas leur
utilisation directe par les unités de mesure ou protection. Des transformateurs de mesure sont
nécessaires pour fournir des valeurs utilisables par ces dispositifs.
Lorsque l’on veut mesurer avec précision des tensions et des courants de très fortes valeurs en toute
sécurité pour le matériel et les utilisateurs on utilise :
 Les transformateurs de tension : TT.
 Les transformateurs de courant : TC ou TI.
2. LES TRANSFORMATEURS DE COURANT
 Les transformateurs de courant sont utilisés pour
ramener à une valeur facilement mesurable les
courants intenses des lignes à haute ou à basse
tension. Ils servent également à isoler les appareils de
mesure ou de protection des lignes à haute tension. Le
primaire de ces transformateurs est monté en série
avec la ligne dont on veut mesurer l’intensité. Ces
transformateurs sont employés seulement à des fins de
mesure et de protection, donc leur puissance est
faible, de l’ordre de 15 à 200 VA. Le courant nominal
secondaire est généralement compris entre 1 et 5 A.
 L’emploi des transformateurs de courant sur les
lignes à haute tension est indispensable pour des
raisons de sécurité. Une ligne à 200 kV peut n’être
parcourue que par une intensité de 40 A parfaitement
mesurable par un ampèremètre de 0-50 A ; mais
personne ne pourrait approcher l’instrument sans subir
une électrisation fatale. Il est essentiel que l’instrument soit isolé de la haute tension au moyen

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d’un transformateur (Figure ci-dessous). Comme dans le cas d’un transformateur de tension
(voir paragraphe 3), on doit toujours raccorder un des fils secondaires à la masse.
 On utilise les transformateurs de courant en BT et en HT lorsque l’on veut mesurer avec
précision des courants de très forte valeur. Ils se destinent à la mesure de courant
alternatif à fréquence industrielle.
 Ils sont soit montés de manière séparée sur un isolateur propre (voir photo (a)), soit placés dans
les dômes des traversées des transformateurs de puissance (voir photo (b)).
(a)
(b)

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Les transformateurs de courant (TI ou TC) permettent :
 D’abaisser la valeur des courants de circulation ;
 De commander l’ouverture d’appareils de protection en cas de défaut (surintensité).
2.1. Constitution
Un TC possède 2 circuits :
Un primaire : N1
Un secondaire : N2
Un circuit magnétique cylindrique (torique).
2.2. Raccordement
 Le primaire du TC doit être traversé par le courant 𝑰𝟏 dont on veut connaitre la valeur.
 Le secondaire mis en court circuit génère le courant 𝑰𝟐 lié à 𝑰𝟏 par le rapport de transformation
m : 𝑰𝟐= 𝑰𝟏
𝒎
 Il suffit d’insérer un ampèremètre dans l’enroulement secondaire pour connaître la valeur de 𝑰𝟐
et par conséquent de 𝑰𝟏. Le transformateur de courant est donc, court-circuité par un
ampèremètre. Comme en général 𝑰𝟐≪ 𝑰𝟏, il faut : 𝒏𝟐≫ 𝒏𝟏. Si 𝒁𝒂𝒎𝒑è𝒓𝒆 est l’impédance de
l’ampèremètre, l’impédance ramenée dans le circuit principal, 𝒁𝟏 𝒓𝒂𝒎𝒆𝒏é𝒆 = (𝒏𝟏
𝒏𝟐)𝟐.𝒁𝒂𝒎𝒑è𝒓𝒆 ,
est très faible et n’entraîne qu’une très faible chute de tension dans le primaire du TI.

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2.3. Fonction
Dans les réseaux haute tension où des courants de plusieurs kiloampères (kA) transitent, la
mesure de ces courants élevés est difficile. Pour la faciliter, les transformateurs de courant ont pour
rôle de diviser la valeur du courant à mesurer par un facteur constant. Cette démarche permet
également de standardiser les équipements de mesure du courant et de les isoler diélectriquement du
réseau haute tension.
L'équipement de mesure connecté à son secondaire est en général un ampèremètre, mais on peut
également brancher un wattmètre ou des relais de protection. Tous sont conçus pour mesurer des
courants de quelques ampères.
La caractéristique la plus importante d'un transformateur de courant est donc son rapport de
transformation, exprimé par exemple sous la forme 400 A/1 A.
2.4. Principe de fonctionnement
La transformation du courant s’effectue par l’intermédiaire de deux enroulements disposés de façon
concentrique, destinés à échanger l’énergie grâce au circuit magnétique.
Le principe de fonctionnement repose sur le transfert d’énergie par induction électromagnétique : le
premier enroulement reçoit l’énergie électrique et la transforme en énergie magnétique par induction.
Le deuxième enroulement, traversé par le champ magnétique produit, fournit un courant alternatif de
même fréquence mais de tension différente. Ce dispositif est placé dans un liquide isolant (le plus
souvent de l’huile) qui assure également le refroidissement.
Le primaire N1 peut-être constitué d’un conducteur unique traversant le circuit magnétique du TC :
le courant 𝑰𝟏 est le courant que l’on veut mesurer et 𝑰𝟐 est l’image d’𝑰𝟏 qui circule dans l’enroulement
N2. Les deux courants sont liés par un rapport de transformation : m = 𝑰𝟏
𝑰𝟐
 On mesure le courant en mettant le secondaire du TI en court-circuit.
2.5. TC à passage de câble ou barre
Le primaire N1 peut-être constitué d’un conducteur unique traversant le circuit magnétique du TC.

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2.6. TC à plusieurs secondaires
Le TC possède deux enroulements secondaires :
Un enroulement de mesure.
Un enroulement de protection.
2.7. Symbole électrique
Le sens de branchement du TC ou TI est important car une
inversion provoque une erreur de déphasage qui introduit une erreur de
mesurage et par conséquent du comptage de l’énergie.
On ne doit en aucun cas " ouvrir " le circuit II d’un TC sous peine
de voir apparaitre entre ses bornes une tension qui peut atteindre
plusieurs kV : cette manœuvre entraine la destruction du TC et peut
blesser gravement l’utilisateur.
K : réseau L : charge.