Transformateurs de courant pour compteurs : choix, dimensionnement et raccordement

Dès que le courant de charge dépasse ce que le compteur supporte directement. L’EMU Professional II mesure en direct jusqu’à 100 A par phase. Au-delà, des transformateurs de courant mesurent le courant et le ramènent à 5 A ou 1 A, que le compteur traite.

Le conducteur primaire forme l’enroulement primaire, généralement avec une seule spire à travers la fenêtre. Le courant crée un champ magnétique dans le noyau, qui induit dans l’enroulement secondaire un courant proportionnellement plus faible. Le rapport des nombres de spires détermine le rapport de transformation.

À 250 A de courant primaire, le transformateur fournit 5 A au secondaire. Le rapport est linéaire : 125 A au primaire donnent 2,5 A au secondaire. Ce rapport doit être enregistré dans le compteur, faute de quoi les valeurs affichées sont fausses.

Le transformateur à tore fermé est un anneau fermé. Il est enfilé sur le câble ou la barre lors de la construction de l’installation, ce qui impose d’ouvrir une fois le conducteur. Le transformateur ouvrant se déploie et se pose autour d’un conducteur existant : il permet donc d’équiper après coup, sans défaire le câblage.

Les transformateurs à tore fermé EMCT sont classés selon DIN EN 61869-2, les transformateurs ouvrants de la série TQ selon IEC 60044-1. Les deux normes définissent les classes de précision et les conditions dans lesquelles elles s’appliquent.

EMU recommande une plage de travail de 5 à 120 pour cent du courant nominal. En dessous de 5 pour cent, l’erreur relative devient grande ; au-dessus de 120 pour cent, le noyau quitte sa zone linéaire. Ce qui compte est le courant de charge réel, non le calibre du fusible.

Mieux vaut pas. Le calibre du fusible dit ce qui peut circuler au maximum, pas ce qui circule habituellement. Les installations sont souvent généreusement protégées et fonctionnent au quotidien à une fraction de ce calibre. Un transformateur choisi d’après le fusible mesure alors en permanence dans la plage basse, imprécise.

Pour la facturation et la délimitation des quantités de tiers, la classe 0,5 ou mieux est usuelle. Pour du simple monitorage et la détection des pointes, la classe 1 suffit. La précision globale de la mesure est limitée par le plus faible des deux éléments, compteur et transformateur.

La charge est ce que le transformateur doit alimenter au secondaire : compteur, bornes et ligne de mesure réunis, exprimés en VA. Si la charge réelle dépasse la charge nominale, le transformateur ne tient plus sa classe de précision.

À 5 A au secondaire, 2,5 mm² est usuel, davantage sur de longues distances. La résistance de la ligne entre directement dans la charge. À 1 A au secondaire, cette influence est nettement plus faible, car les pertes croissent avec le carré du courant.

Un transformateur de courant se comporte comme une source de courant. Si le circuit secondaire est ouvert alors que le courant primaire circule, le transformateur pousse le noyau en saturation et des pointes de tension dangereusement élevées apparaissent sur S1 et S2. Cela peut détruire le transformateur et mettre des personnes en danger.

Un bloc de bornes de mesure avec ponts de court-circuitage entre le transformateur et le compteur permet de fermer le circuit secondaire avant de déconnecter le compteur. Sans ces bornes, l’installation doit être mise hors tension à chaque remplacement de compteur. Le bloc devrait être prévu dès la première installation.

Fermer d’abord les ponts de court-circuitage dans le bloc de bornes et vérifier le contact. Déconnecter ensuite les lignes vers le compteur, raccorder le nouveau compteur et régler le rapport de transformation. Ouvrir enfin les ponts et vérifier la plausibilité des valeurs par rapport à la charge connue.

P1 et P2 désignent le côté primaire et donc le sens de passage : P1 est tourné vers l’alimentation, P2 vers la charge. S1 et S2 sont les bornes secondaires vers le compteur. Si P1 et P2, ou S1 et S2, sont inversés, le signe s’inverse et le compteur compte le soutirage comme une injection.

Dans beaucoup d’installations, un côté du circuit secondaire est mis à la terre, afin de disposer d’un potentiel défini en cas de défaut. Ce qui s’applique concrètement dépend des prescriptions d’installation et du gestionnaire de réseau. Cette question se règle avant le montage, pas après.

Selon l’article 13 alinéa 1 de l’ordonnance du DFJP sur les instruments de mesure de l’énergie et de la puissance électriques (OIMepu, RS 941.251), la validité de la vérification des transformateurs de mesure inductifs et capacitifs est illimitée. Pour les autres types de transformateurs, l’Office fédéral peut fixer au cas par cas un délai de vérification ultérieure lors de l’approbation.

Oui. L’exemption ne vaut que pour les transformateurs, pas pour le compteur : les compteurs électroniques d’énergie active doivent être vérifiés à nouveau tous les dix ans selon l’article 6 OIMepu. La procédure statistique par échantillonnage admise pour les compteurs à mesure directe selon l’annexe 4 ne s’applique expressément que sans transformateurs en amont.

Oui, pour autant que les instruments de mesure utilisés satisfassent aux exigences du droit de la métrologie et que le rapport de transformation soit correctement enregistré et documenté. La délimitation vis-à-vis du réseau reste l’affaire du gestionnaire de réseau de distribution.