Transformateur de courant (TC) et sélection de TC pour filtre harmonique actif (AHF)

1. Transformateur de courant (TC)

Un transformateur de courant est un transformateur d'instrument utilisé pour mesurer le courant alternatif (CA) en abaissant les courants élevés à une valeur inférieure et mesurable.

Fonctions clés :

• Mesure de courant : réduit le courant primaire élevé (par exemple, 1 000 A) à un courant secondaire normalisé (par exemple, 5 A ou 1 A) pour les compteurs et les relais.

• Isolation : Fournit une isolation galvanique entre les circuits haute tension et les appareils de mesure.

• Protection : Utilisé dans les circuits de relais pour la détection de surintensité et de défaut.

Types de CT :

• CT enroulé : l'enroulement primaire est physiquement connecté.

• CT toroïdal (fenêtre) : pas d'enroulement primaire ; le conducteur passe à travers une fenêtre.

• CT à barre : utilise une barre solide comme conducteur principal.

• Bobine de Rogowski : mesure le courant alternatif sans noyau magnétique (utilisé pour les courants transitoires).

Applications :

• Comptage d'énergie

• Protection du système électrique

• Surveillance de la charge

• Mesure harmonique (utilisée avec Filtre harmonique actif )

2. Exigences CT pour les demandes AHF

Choisir le bon transformateur de courant (TC) pour un Filtre harmonique actif (AHF) est essentielle à une détection précise des harmoniques et à un filtrage efficace. Voici les facteurs clés à prendre en compte :

3. Types de TC adaptés aux AHF

A. Transformateurs de courant à noyau de fer conventionnels

• Idéal pour : Standard AHF s avec compensation fondamentale (50/60Hz) + harmonique.
• Avantages :

• Haute précision à la fréquence fondamentale.
• Rentable.

• Inconvénients : Réponse haute fréquence limitée (peut atténuer les harmoniques supérieures).

Bobines B. Rogowski (CT Air-Core)

• Idéal pour : les AHF à grande vitesse, les charges transitoires et les systèmes avec des harmoniques très élevées.
• Avantages :

• Aucun risque de saturation (idéal pour les formes d'ondes déformées).
• Large gamme de fréquences (jusqu'à 1 MHz).
• Installation légère et flexible.

• Inconvénients :

• Nécessite un circuit intégrateur.
• Précision moindre à très faible courant.

C. TC à noyau ouvrant

• Idéal pour : les installations de modernisation où l'arrêt n'est pas possible.
• Avantages : Facile à installer sans débrancher les câbles.
• Inconvénients : Précision légèrement inférieure à celle des TC à noyau solide.

D. TC haute fréquence (HF)

• Idéal pour : AHF s compensant les harmoniques d'ordre très élevé (par exemple, dans les centres de données, les chargeurs de véhicules électriques).
• Avantages : Excellente réponse jusqu'à 10 kHz+.
• Inconvénients : Plus cher.

4. Critères de sélection clés

(1). Classe de précision

• Classe 0,5 (norme pour AHF s).
• Classe 0,2 (premium) AHF s, applications critiques).

(2). Gamme de fréquences

• AHF standard : 50/60 Hz à 2,5 kHz (jusqu'à la 50e harmonique).
• AHF hautes performances : jusqu'à 10 kHz (pour les fréquences de commutation dans les VFD, les onduleurs).

(3). Décalage de phase

• < 1° d'erreur de phase aux fréquences harmoniques pour éviter les retards de compensation.

(4). Charge et rendement

• Faible charge (pour éviter la distorsion du signal).
• Sortie : 1 A, 5 A ou mV (Rogowski).

(5). Caractéristiques de saturation

• Ne doit pas saturer sous des courants harmoniques élevés.
• Les bobines Rogowski sont idéales pour les formes d'onde très déformées.

(6). Montage et installation

• Noyau solide : précision maximale mais nécessite la déconnexion du câble.
• Noyau divisé : installation plus facile, précision légèrement inférieure.

5. Erreurs courantes à éviter

❌ Utilisation d'un TC de protection standard (Classe 5P, 10P) → Mauvaise précision harmonique.

❌ Ignorer le déphasage → Compensation retardée.

❌ Installation du CT trop loin de AHF → Dégradation du signal.

❌ Surplomb des effets de saturation → Sous-filtrage des harmoniques.

Pour la plupart AHF s, un CT à noyau de fer de classe 0,5 avec une bande passante de 2,5 kHz est suffisant.

Pour les harmoniques haute fréquence, les bobines Rogowski ou les CT HF sont meilleurs.

Vérifiez toujours la précision de la phase, la charge et les limites de saturation avant la sélection.

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