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Transformateur de courant de 123 kV (type à noyau supérieur)

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Transformateur de courant de 123 kV

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Le transformateur de courant de 123 kV (type « Top-core ») est un transformateur de mesure haute tension destiné à une utilisation en extérieur, conçu pour les réseaux de 123 kV (généralement utilisé sur les réseaux de transport de 110 kV). Il convertit un courant primaire de forte intensité 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 les équipements secondaires.

Dans la conception de type « top-core », le noyau magnétique et les enroulements secondaires sont logés dans la partie supérieure du transformateur. Le conducteur primaire traverse cet ensemble supérieur, 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 configuration offre une excellente coordination d’isolation, une grande précision de mesure et des performances fiables à long terme dans les sous-stations extérieures.

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

Construction
Un transformateur de courant à noyau supérieur typique de 123 kV se compose des éléments suivants :
Conducteur primaire
- Transporte l'intégralité du courant du système.
- Traverse le noyau magnétique situé dans la tête supérieure.
Noyau magnétique
- Fabriqué à partir d'acier au silicium à haute perméabilité ou d'un matériau nanocristallin.
- Optimisé pour de faibles pertes et une grande précision.
Enroulements secondaires
- Noyaux de comptage pour une mesure de précision.
- Noyaux de protection pour le déclenchement des relais en cas de défaut.
- Plusieurs noyaux secondaires indépendants disponibles.
Ensemble «Top-Core»
- Enceint le noyau magnétique et les enroulements secondaires.
- Scellé hermétiquement pour empêcher toute infiltration d’humidité.
Système d’isolation
- Isolation papier-huile (la plus courante pour les AIS).
- Isolation au gaz SF₆ pour les applications GIS.
- Isolation composite disponible pour les environnements hostiles ou pollués.
Isolateur en porcelaine ou en matériau composite
-Assure l’isolation externe et le support mécanique.
-Conçu pour offrir une résistance mécanique et électrique élevée.
Système de compensation de volume d’huile
-Conservateur ou soufflet en acier inoxydable pour compenser les variations de volume d’huile.
Boîtier de raccordement
-Contient les bornes secondaires, les points de mise à la terre et les liaisons de test.

Caractéristiques techniques types
·Tension nominale : 123 kV
·Tension maximale du système : 123 kV
·Tension nominale du système : 110 kV
·Fréquence : 50/60 Hz
·Courant primaire : 100–4 000 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 40 kA (1 s)
·Courant dynamique : jusqu’à 100 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 génère un flux magnétique proportionnel au courant de ligne.
3. Le flux magnétique induit un courant proportionnel dans les enroulements secondaires, en fonction du rapport de transformation.
4. Le courant secondaire normalisé (1 A ou 5 A) est fourni aux appareils de mesure et aux relais de protection.
5. L’isolation électrique entre les circuits primaire et secondaire garantit un fonctionnement sûr des équipements de commande et de protection.

Avantages
· Haute précision de mesure et de protection.
· Excellentes performances d’isolation pour les applications haute tension.
· Construction compacte à noyau supérieur.
· Haute résistance thermique et dynamique aux courts-circuits.
· Noyaux multiples indépendants de mesure et de protection.
· Fonctionnement fiable dans des conditions environnementales difficiles.
· Entretien minimal et longue durée de vie, dépassant généralement 30 ans.
·Convient aussi bien aux postes de transformation à isolation à l’air (AIS) qu’aux postes de transformation à isolation au gaz (GIS).

Applications typiques
·Postes de transport de 110 kV
·Réseaux de transport d’électricité
·Postes de transformation industriels haute tension
·Raccordement au réseau des énergies renouvelables
·Postes de commutation de production d’électricité
·Sous-stations de traction ferroviaire
·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 : 123 kV
·Tension du réseau : 110 kV
·Rapport de courant : 200/1 A, 600/1 A, 1 200/1 A, 2 000/1 A, 3 000/1 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 construction.
·Disponible avec des isolateurs en porcelaine ou en composite de caoutchouc silicone.
·Prend en charge plusieurs noyaux secondaires pour le comptage et la protection simultanés.
·Conçu pour résister aux conditions météorologiques extrêmes, à la pollution, aux charges sismiques et aux courants de défaut élevés.
·Entièrement conforme aux normes modernes IEC et IEEE relatives aux transformateurs de mesure.

Le transformateur de courant de 123 kV (type à noyau supérieur) est un transformateur de mesure robuste et de haute précision, largement utilisé dans les réseaux de transport de 110 kV. Sa construction à noyau supérieur offre d’excellentes performances d’isolation, une protection et une précision de mesure fiables, ainsi qu’une fiabilité à long terme, ce qui en fait un choix idéal pour les sous-stations des services publics, industrielles et dédiées aux énergies renouvelables.