Que sont les transformateurs d'instrument?
Les transformateurs d'instrument réduisent ou réduisent proportionnellement les valeurs de tension et de courant élevées de sorte qu'ils puissent être utilisés en toute sécurité sur des instruments et composants sensibles. Ces instruments et composants comprennent des ampèremètres, des voltmètres et des relais de protection contre les surintensités. Les transformateurs d'instrument appartiennent à deux catégories distinctes: les transformateurs de potentiel et de courant. Un transformateur de potentiel (PT) est utilisé pour fournir une tension basse aux voltmètres, et un transformateur de courant (CT) fournit des vannes de courant gérables pour les ampèremètres et les relais de surintensité. Les TP peuvent être co-localisés avec l'alimentation haute tension dans des tableaux de démarrage locaux ou à distance dans des tableaux de bord d'instruments, alors que les TC sont généralement co-localisés.
Les installations d'alimentation haute tension peuvent supporter des tensions aussi élevées que 30 000 volts avec des tensions de distribution communes supérieures à 13 000 volts. Les équipements triphasés tels que les moteurs électriques dans les installations industrielles fonctionnent généralement sur 380 ou 500 volts et consomment souvent plusieurs centaines d'ampères pendant le fonctionnement. Le voltmètre moyen a une tension nominale maximale de 110 à 150 volts et ne peut jamais mesurer directement ces tensions. Pour permettre l'utilisation de ces composants, les transformateurs de précision réduisent proportionnellement les tensions et courants élevés à des valeurs sûres. Les transformateurs d’instruments permettent également l’installation de toute l’instrumentation requise dans les salles de contrôle et les installations de surveillance avec seulement un câblage basse tension.
Les transformateurs d'installation appartiennent à l'une des deux catégories distinctes. Le premier est le transformateur de potentiel qui fournit aux voltmètres des tensions de faible valeur. Le PT est généralement équipé de quatre terminaux; deux pour la haute tension entrante et deux pour la tension réduite de l'instrument. Les fils d'arrivée ou primaires du PT sont connectés en parallèle à travers l'alimentation haute tension. Cela signifie qu'il peut être installé à distance dans les salles de contrôle, même s'il peut souvent être monté dans des tableaux de démarrage à haute tension nécessitant l'indication de la tension locale.
Le deuxième type est le transformateur de courant. Cette variante de transformateur d’instrument mesure le courant et permet de commander des ampèremètres et des relais de protection contre les surintensités. Le TC typique diffère de son frère dépendant de la tension en ce qu’il est connecté en série avec l’alimentation et utilise typiquement une alimentation primaire induite et non une connexion directe. Pour ce faire, un CT est produit avec un trou en son centre à travers lequel passe un câble haute tension. Le courant traversant le câble induit un champ électromagnétique dans l'enroulement primaire du CT, qui est ensuite réduit par son enroulement secondaire et transmis aux instruments via les deux bornes de sortie du CT.
Les transformateurs pour instruments sont disponibles dans une large gamme de conceptions et de classements et peuvent être personnalisés pour répondre à toutes les exigences de l'utilisateur. Les PT et les CT courants sont des composants assez petits, mesurant rarement plus de deux pouces carrés. Les grands transformateurs pour instruments à bain d'huile sont toutefois couramment utilisés pour faciliter la mesure de basse tension dans les applications de réseau de distribution primaire.