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Transformateur de courant de 245 kV (type à noyau supérieur)

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Transformateur de courant de 245 kV

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Le transformateur de courant de 245 kV (type « Top-core ») est un transformateur de mesure extra-haute tension (EHT) destiné à une utilisation en extérieur, conçu pour les réseaux de 245 kV et couramment utilisé sur les réseaux de transport de 220 kV. Il convertit avec précision un courant primaire élevé en un courant secondaire normalisé (généralement 1 A ou 5 A) à des fins de comptage, de protection, de surveillance et de commande, tout en assurant une isolation électrique totale entre le circuit primaire haute tension et l'équipement secondaire basse tension.

Dans la configuration de type « top-core », le noyau magnétique et les enroulements secondaires sont logés dans la partie supérieure du transformateur. Le conducteur primaire traverse le noyau magnétique, tandis que l’isolateur en porcelaine ou en matériau composite soutient la partie active et assure l’isolation requise par rapport à la terre. Cette disposition offre d’excellentes performances d’isolation, une grande précision de mesure et une fiabilité exceptionnelle pour une exploitation à long terme en extérieur.

Fonctions principales
·Mesure avec précision le courant des lignes de transport.
·Fournit des signaux de courant aux relais de protection.
·Assure l’isolation électrique entre les circuits primaire et secondaire.
·Prend en charge le comptage commercial, les systèmes SCADA et la surveillance de la qualité de l’énergie.
·Détecte les surcharges, les courts-circuits et les défauts à la terre pour la protection du réseau.

Construction
Un transformateur de courant à noyau supérieur typique de 245 kV se compose des éléments suivants :
Conducteur primaire
- Transporte la totalité du courant de transport.
- Traverse le noyau magnétique situé dans la tête supérieure.
Noyau magnétique
- Fabriqué en acier au silicium à haute perméabilité ou en matériau nanocristallin.
- Optimisé pour un faible courant d’excitation, une grande précision et de faibles pertes dans le noyau.
Enroulements secondaires
- Enroulements de comptage pour une mesure de précision.
- Enroulements de protection pour le déclenchement des relais en cas de défaut.
- Plusieurs noyaux secondaires indépendants pour différentes applications.
Ensemble du noyau supérieur
- Contient le noyau magnétique et les enroulements secondaires.
- Scellé hermétiquement pour empêcher la pénétration d’humidité et la contamination.
Système d’isolation
- Isolation papier-huile pour les sous-stations isolées à l’air (AIS).
- Isolation au gaz SF₆ pour les sous-stations isolées au gaz (GIS).
- Isolation composite pour les environnements fortement pollués ou côtiers.
Isolateur en porcelaine ou composite
-Assure l’isolation externe et le support mécanique.
-Conçu pour résister aux contraintes électriques, mécaniques et environnementales.
Système de compensation de dilatation de l’huile
-Conservateur ou soufflet en acier inoxydable pour la compensation de la dilatation thermique de l’huile.
Boîtier de raccordement
-Contient les bornes secondaires, les dispositifs de mise à la terre et les liaisons de test.
-Boîtier étanche aux intempéries pour une installation en extérieur.

Caractéristiques techniques types
·Tension nominale : 245 kV
·Tension maximale du réseau : 245 kV
·Tension nominale du réseau : 220 kV
·Fréquence : 50/60 Hz
·Courant primaire : 100–5 000 A
·Courant secondaire : 1 A ou 5 A
·Classe de précision : 0,1, 0,2, 0,2S, 0,5, 5P10, 5P20, 10P20, PX
·Charge nominale : 10–30 VA
·Courant thermique de courte durée : jusqu’à 63 kA (1 s)
·Courant dynamique : jusqu’à 160 kA en crête
·Type d’isolation : papier imprégné d’huile, SF₆ ou composite
·Installation : AIS ou GIS en extérieur

Principe de fonctionnement
1. Le conducteur primaire achemine le courant de transmission à travers le noyau magnétique monté sur le dessus.
2. Le courant primaire produit un flux magnétique proportionnel au courant de ligne.
3. Le flux magnétique induit un courant proportionnel dans les enroulements secondaires, conformément au rapport de transformation nominal.
4. Le courant secondaire normalisé (1 A ou 5 A) est acheminé vers les instruments de mesure, les relais de protection et les systèmes de surveillance.
5. L’isolation électrique totale entre les circuits primaire et secondaire garantit le fonctionnement en toute sécurité des équipements secondaires.

Avantages
· Haute précision de comptage et de protection.
· Excellentes performances diélectriques pour les applications à très haute tension.
· Construction compacte et robuste à noyau supérieur.
· Haute résistance thermique et dynamique aux courts-circuits.
·Plusieurs noyaux indépendants de mesure et de protection.
·Performances fiables dans des environnements extérieurs difficiles.
·Faibles besoins d’entretien avec une durée de vie dépassant généralement 30 ans.
·Convient aussi bien aux postes de transformation AIS qu’aux postes GIS.

Applications typiques
·Sous-stations de transport de 220 kV
·Réseaux électriques à très haute tension
·Postes de commutation de production d’électricité
·Sous-stations industrielles à très haute tension
·Projets d’interconnexion au réseau d’énergies renouvelables
·Stations de conversion HVDC
·Sous-stations à isolation gazeuse (GIS)

Normes applicables
·CEI 61869-1 – Transformateurs de mesure – Exigences générales
·CEI 61869-2 – Transformateurs de courant
·IEEE C57.13 – Transformateurs de mesure
·CEI 60044-1 – Norme obsolète (remplacée par la norme CEI 61869-2)

Caractéristiques nominales types
·Classe de tension : 245 kV
·Tension du réseau : 220 kV
·Rapport de courant : 300/1 A, 600/1 A, 1 200/1 A, 2 000/1 A, 3 000/1 A, 4 000/1 A
·Précision de mesure : classe 0,2S
·Précision de protection : 5P20, 10P20 ou PX
·Charge nominale : 15–30 VA
·Installation : AIS / GIS en extérieur

Caractéristiques principales
·La conception à noyau supérieur améliore la coordination de l’isolation et simplifie la maintenance.
·Disponible avec des isolateurs en porcelaine ou en composite de caoutchouc silicone.
·Prend en charge plusieurs noyaux de mesure et de protection au sein d’une même unité.
·Haute résistance aux charges sismiques, à la pollution, aux rayons UV et aux conditions météorologiques difficiles.
·Conçu pour une fiabilité à long terme grâce à des systèmes d’isolation hermétiquement scellés.
·Entièrement conforme aux dernières normes CEI et IEEE relatives aux transformateurs de mesure à très haute tension.

Le transformateur de courant de 245 kV (type à noyau supérieur) est un transformateur de mesure haute performance conçu pour les réseaux de transport à 220 kV. Sa construction à noyau supérieur offre une excellente isolation, une transformation précise du courant, une capacité supérieure de résistance aux défauts et une longue durée de vie, ce qui en fait une solution idéale pour les réseaux de transport d’électricité, les centrales électriques, les sous-stations industrielles à très haute tension et les raccordements au réseau d’énergie renouvelable.