Choisir un transformateur de mesure de tension
- sensilec
- il y a 3 jours
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Les transformateurs de tension (TT) ou de transformateur potentiel (TP) sont spécialement conçus pour réduire une tension élevée à une valeur standard exploitable par les appareils de mesure, les relais de protection, ou les systèmes de supervision, tout en assurant l’isolation entre les équipements de puissance et les instruments de mesure.
Un transformateur de tension est défini par un ratio fixe afin de fournir une valeur au secondaire qui est exactement proportionnelle à celle mesurée au primaire.
Comment choisir un transformateur de tension ?
Vérifications essentielles:
- Tension primaire, elle correspond à la tension réseau: 400Vac, 690Vac, 1000Vac,... 6000Vac . La tension primaire du transformateur doit être choisie proche, mais supérieure, à la tension du réseau pour garantir la linéarité et éviter la saturation du signal de sortie.
- Tension secondaire, 100Vac nominal en standard pour les appareils de mesure industriels, aussi disponible en 10Vac et 5Vac pour les cartes electroniques.
Compatibilité avec les équipements:
- Puissance nominale de sortie de 1VA à 10VA environ, doit être supérieure à la charge.
(vérifiez l'impédance d'entrée de l'appareil de mesure)
- Classe de précision (dépendante de la charge)
Choisie selon l’application : Comptage, Mesure, Protection
- Niveau d’isolation compatible avec les surtensions réseau
(environ 3 fois la tension nominale + 4000V)
- Type de montage sur rail DIN ou en saillie (platine de fixation)
- Conditions environnementales :
Température, humidité, installation intérieure ou extérieure.
Quelles sont les sources d’erreur de mesure ?
Les erreurs peuvent provenir de :
— La saturation du noyau magnétique.
– Les variations de fréquence.
– Les variations de température.
– Une charge excessive.
– Les harmoniques du réseau.
Importance de la charge
La charge connectée au secondaire influence directement les performances du transformateur de mesure.
Lorsque la charge augmente :
– Le courant secondaire augmente.
– Les pertes internes augmentent.
– La chute de tension dans les enroulements devient plus importante.
– Le noyau magnétique peut fonctionner dans une zone moins linéaire.
Ces phénomènes provoquent une dégradation progressive des performances métrologiques.
– augmentation de l’erreur de mesure
– échauffement supplémentaire.
– dégradation de la précision
– augmentation du déphasage.
Influence de la charge sur les paramètres du transformateur :
Faible charge | Charge nominale | Surcharge | |
Précision | Très bonne | Conforme à la classe | Dégradée |
Déphasage | Faible | Normal | Augmente |
Échauffement | Faible | Normal | Important |
Tension secondaire | Stable | Stable | Chute possible |
Saturation magnétique | Faible risque | Normal | Risque accru |
Le choix du transformateur doit tenir compte de la longueur des câbles, du nombre d’appareils raccordés et de la consommation des instruments de mesure.
Déphasage
Le déphasage représente l’angle entre la tension primaire et la tension secondaire.
Même avec un rapport de transformation correct en amplitude, le déphasage peut introduire des erreurs importantes dans les mesures de puissance et dans le calcul du facteur de puissance ainsi que sur les systèmes de protection. Les principales causes du déphasage sont les courants magnétisants, la qualité du noyau magnétique, la charge secondaire et la fréquence.
Précautions de mise en œuvre des transformateurs de tension
Les transformateurs de tension nécessitent plusieurs précautions pour garantir la sécurité des personnes, la précision des mesures et la fiabilité de l’installation.
Principales précautions de mise en œuvre :
Le transformateur doit être adapté à la tension du réseau, à la fréquence (50 Hz / 60 Hz),
au niveau d’isolement requis. Un mauvais choix peut provoquer un échauffement, la saturation du noyau, la destruction de l’isolant.
Le secondaire d’un transformateur de tension doit généralement être relié à la terre en un seul point pour assurer la protection des personnes, la limitation des surtensions, et la stabilité du potentiel secondaire.
(La mise à la terre multiple est à éviter pour empêcher les boucles de courant.)
Protection par fusibles, prévoir des fusibles côté primaire et côté secondaire.
Ils servent à isoler le TT en cas de défaut, éviter l’incendie ou la destruction du matériel.
Ne jamais court-circuiter le secondaire, risque de détérioration des enroulements.
Respecter la charge admissible (burden) La puissance totale raccordée doit rester inférieure à la puissance nominale du TT.
Respecter les bornes primaire : P1 / P2, secondaire : S1 / S2.
Une inversion peut provoquer des erreurs de comptage, un mauvais fonctionnement des protections, des défauts de synchronisation.
Respecter les distances d’isolement, les chemins de fuite
Important en présence d’humidité, de poussières, de pollution industrielle.
Éviter les surtensions, installer si nécessaire des parafoudres ou des protections contre les transitoires. Les surtensions atmosphériques ou de manœuvre peuvent endommager l’isolant.
Vérifications avant mise sous tension:
Contrôler la continuité des circuits, le serrage des bornes, le rapport de transformation,
la mise à la terre, la conformité du câblage et effectuer un essai d'isolement.
Câblage de transformateurs monophasés sur un réseau triphasé
1. Montage étoile (Y) - le plus utilisé
Chaque transformateur est branché entre une phase et le neutre.
Principe
TT1 : Phase L1 → Neutre
TT2 : Phase L2 → Neutre
TT3 : Phase L3 → Neutre
Au secondaire :
les secondaires peuvent aussi être câblés en étoile,
avec un point neutre commun pour les appareils de mesure.
Utilisation : mesure de tension triphasée, comptage énergie, protections,
Avantages : tensions phase/neutre disponibles, compatible avec beaucoup de relais et compteurs.
2. Montage triangle ouvert (V ou Aron)
Utilise seulement deux transformateurs monophasés.
Principe :
TT1 entre L1-L2
TT2 entre L2-L3
Le troisième côté du triangle est “virtuel”.
Attention, la puissance de sortie utile n'est plus que de 57,7 % de celle des transformateurs.
3. Montage triangle complet (Δ)
Trois transformateurs branchés entre phases :
Principe :
TT1 : L1-L2
TT2 : L2-L3
TT3 : L3-L1
Points importants de câblage
Polarité, Respecter les bornes :
P1 / P2 au primaire,
S1 / S2 au secondaire.
Le secondaire des TT doit généralement avoir un point mis à la terre.
(souvent le neutre secondaire)
Cela améliore la sécurité et la stabilité des mesures.
Remarques : les transformateurs de tension étant spécialement utilisés pour des équipements de mesure, il est fortement déconseillé de connecter d'autres éléments qui pourraient modifier la précision. ( affaiblissement, déphasage)
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