Saturation des TC et point de genou : ce que les ingénieurs en protection doivent savoir

Saturation des TC et point de genou : ce que les ingénieurs en protection doivent savoir

Dans les systèmes de protection, un TC n’est pas seulement un dispositif de mesure. Lors d’un défaut, les performances du TC peuvent déterminer si les relais déclenchent correctement. Le risque principal est La saturation du TC , où le noyau du TC ne parvient plus à reproduire fidèlement la forme d’onde du courant primaire dans le circuit secondaire.

Cet article explique la saturation, le concept de « point de genou » et les mesures pratiques à prendre pour réduire les mauvais fonctionnements.

Qu’est-ce que la saturation d’un TC ?

La saturation d’un TC se produit lorsque le noyau magnétique atteint un point au-delà duquel une augmentation du courant primaire ne se traduit plus par une augmentation proportionnelle du courant secondaire. Le TC nécessite alors un courant d’aimantation plus élevé, ce qui déforme la forme d’onde secondaire et en réduit l’amplitude.

Lorsque le courant secondaire est déformé ou réduit, les relais de protection peuvent « voir » un courant de défaut inférieur à celui qui est effectivement présent.

Pourquoi la saturation des transformateurs de courant est-elle importante pour les relais de protection

Pendant les courts-circuits, le courant primaire peut augmenter jusqu’à plusieurs fois le courant nominal. Si le TC se sature prématurément :

• Relais de surintensité peut fonctionner plus lentement ou ne pas déclencher aux seuils attendus.
• Protection différentielle peut fonctionner de manière erronée en raison d’une saturation inégale entre les TC.
• Protection contre les défauts à la terre peut devenir peu fiable si les courants résiduels sont déformés.

Le résultat peut être des dommages plus importants sur les équipements, des interruptions plus longues et une analyse post-défaut plus complexe.

Point de genou : un concept pratique

Le point de genou est souvent utilisé pour décrire le point de la courbe d’excitation du transformateur de courant (TC) où une faible augmentation de la tension secondaire nécessite une forte augmentation du courant d’aimantation. En pratique, cela indique la tension secondaire maximale que le TC peut développer avant d’entrer dans une saturation importante du noyau.

Une capacité de point de genou plus élevée soutient généralement de meilleures performances de protection dans les schémas exigeants, notamment lorsque la charge du circuit secondaire est élevée.

Facteurs poussant un transformateur de courant vers la saturation

• Courant de défaut élevé : des niveaux de défaut système plus élevés exigent des performances plus robustes du transformateur de courant.
• Charge élevée : des longueurs importantes de câblage et des entrées de relais nécessitent une tension secondaire plus élevée.
• Composante continue : les courants de défaut asymétriques augmentent le risque de saturation.
• Choix incorrect du rapport : des rapports très élevés réduisent les performances utilisables dans certains scénarios.

Comment réduire le risque de saturation (mesures pratiques)

• Choisir des transformateurs de courant de classe de protection adaptés au niveau de défaut et au schéma de relais.
• Contrôler la charge : raccourcir les longueurs de câblage, utiliser une section de conducteur appropriée et tenir compte de tous les appareils.
• Envisager des secondaires de 1 A lorsque les longueurs de câblage sont importantes afin de réduire la charge.
• Spécifier correctement les performances des transformateurs de courant pour les schémas différentiels et les protections haute vitesse.

La meilleure approche consiste à coordonner la sélection des transformateurs de courant (TC) avec l’ingénieur en protection, qui définit les réglages des relais et examine les études de défauts.

Indices pour la mise en service et la recherche de pannes

Si les performances de la protection sont incohérentes, enquêter sur les points suivants :

• Charge inattendue : appareils supplémentaires ou câblage plus long que prévu.
• Connexions secondaires desserrées : résistance accrue et signaux erratiques.
• Erreurs de polarité des TC : peuvent provoquer des déclenchements intempestifs des protections différentielles.
• Classe ou rapport incorrect du TC par rapport aux documents de conception.

Liens internes

Catégories de produits CT : Transformateurs de courant .

Pour les tableaux BT intégrant des transformateurs de courant (TC) et des fonctions de protection : Appareillage de commutation .

Conclusion

La saturation des TC est l'une des causes cachées les plus fréquentes de problèmes de protection. Si vous adaptez les performances des TC au niveau de défaut et à la charge, et si vous validez la qualité de l'installation, vous réduisez considérablement le risque que les relais sous-estiment les défauts ou se déclenchent de façon intempestive lors de perturbations.

Suggestions d'images

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