L’intensité d’un transformateur triphasé se calcule par In = S ÷ (√3 × U). Côté basse tension, un 1250 kVA débite 1760 A sous 410 V, la tension secondaire à vide usuelle en France, et 1804 A sous 400 V ; un 630 kVA 887 A et un 1000 kVA 1408 A. Au Québec, un 1000 kVA donne 962 A sous 600 V. Entogo, entreprise canadienne dotée de sa propre usine en Chine, fabrique des transformateurs de distribution CEI et nord-américains.
La formule et le piège des 410 V
La CEI 60076-1 définit la puissance assignée comme une puissance apparente qui, avec la tension assignée de l’enroulement, détermine son courant assigné (article 3.4.6). Pour un enroulement triphasé, la note 1 de l’article 3.4.7 donne :
In = S ÷ (√3 × U)
S est la puissance assignée en VA, U la tension assignée entre phases en V. Le point qui fait varier les tableaux est la définition de U : selon l’article 3.4.3, la tension assignée d’un enroulement est celle qui apparaît à vide, quand le primaire est alimenté à sa tension assignée. En France, les transformateurs HTA/BT de distribution sont couramment spécifiés 20 kV / 410 V, comme dans le catalogue Groupe Cahors : leur intensité assignée se lit donc sous 410 V, alors que les notes de calcul raisonnent souvent sous 400 V, la tension nominale du réseau selon la CEI 60038.
L’écart est de 2,5 % (410 ÷ 400 = 1,025). En charge, la chute de tension interne ramène la tension vers 400 V : le catalogue Groupe Cahors indique environ 4,3 % de chute à pleine charge pour un 1250 kVA à cos φ 0,8, soit environ 392 V aux bornes. Les deux conventions coexistent ; indiquez dans la note de calcul la tension retenue. Pour choisir la puissance, voir le guide dimensionner un transformateur en kVA.
Tableau kVA en ampères côté basse tension (100 à 3150 kVA)
Valeurs calculées par In = S ÷ (√3 × U), arrondies à l’ampère. La colonne 410 V reproduit l’intensité assignée secondaire du catalogue Groupe Cahors (20 kV / 410 V) ; 230/400 V, 230 V et 400/690 V sont des tensions triphasées du tableau 1 de la CEI 60038 pour les réseaux à 50 Hz.
| Puissance (kVA) | In sous 410 V (A) | In sous 400 V (A) | In sous 230 V (A) | In sous 690 V (A) |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 141 | 144 | 251 | 84 |
| 160 | 225 | 231 | 402 | 134 |
| 250 | 352 | 361 | 628 | 209 |
| 315 | 444 | 455 | 791 | 264 |
| 400 | 563 | 577 | 1004 | 335 |
| 500 | 704 | 722 | 1255 | 418 |
| 630 | 887 | 909 | 1581 | 527 |
| 800 | 1127 | 1155 | 2008 | 669 |
| 1000 | 1408 | 1443 | 2510 | 837 |
| 1250 | 1760 | 1804 | 3138 | 1046 |
| 1600 | 2253 | 2309 | 4016 | 1339 |
| 2000 | 2816 | 2887 | 5020 | 1673 |
| 2500 | 3520 | 3608 | 6276 | 2092 |
| 3150 | 4436 | 4547 | 7907 | 2636 |
Ordre de grandeur à retenir : environ 1,44 A par kVA sous 400 V, 1,41 A par kVA sous 410 V et 0,84 A par kVA sous 690 V.
Exemple 1 : intensité secondaire d’un 1250 kVA 20 kV / 410 V
- Puissance assignée : S = 1250 kVA = 1 250 000 VA.
- Dénominateur : √3 × 410 = 1,732 × 410 ≈ 710,1.
- Intensité assignée : In = 1 250 000 ÷ 710,1 ≈ 1760 A, la valeur du catalogue.
- Rapportée à 400 V : 1 250 000 ÷ (1,732 × 400) ≈ 1804 A.
- Conséquence pour le TGBT : jeu de barres et disjoncteur général d’au moins 1760 A, en pratique le calibre usuel immédiatement supérieur, 2000 A.
Intensité assignée secondaire d’un transformateur 1250 kVA sous 410 V
In = S / (sqrt(3) * U)
In = kA
Côté HTA : intensité au primaire de 10 à 33 kV
La même formule s’applique au primaire avec la tension du réseau. Les valeurs ci-dessous sont en ampères ; 10, 15, 20 et 30 kV figurent dans la série I du tableau 3 de la CEI 60038 (Um 12, 17,5, 24 et 36 kV ; 15 kV comme valeur non préférentielle), 22 kV et 33 kV aussi (Um 24 et 36 kV). En pratique : 20 kV en France, 15 kV sur une partie du réseau français, 22 kV au Maroc, 30 kV fréquent en Algérie et en Tunisie.
| Puissance (kVA) | 10 kV | 15 kV | 20 kV | 22 kV | 30 kV | 33 kV |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 5,8 | 3,8 | 2,9 | 2,6 | 1,9 | 1,7 |
| 250 | 14,4 | 9,6 | 7,2 | 6,6 | 4,8 | 4,4 |
| 400 | 23,1 | 15,4 | 11,5 | 10,5 | 7,7 | 7,0 |
| 630 | 36,4 | 24,2 | 18,2 | 16,5 | 12,1 | 11,0 |
| 800 | 46,2 | 30,8 | 23,1 | 21,0 | 15,4 | 14,0 |
| 1000 | 57,7 | 38,5 | 28,9 | 26,2 | 19,2 | 17,5 |
| 1250 | 72,2 | 48,1 | 36,1 | 32,8 | 24,1 | 21,9 |
| 1600 | 92,4 | 61,6 | 46,2 | 42,0 | 30,8 | 28,0 |
| 2000 | 115,5 | 77,0 | 57,7 | 52,5 | 38,5 | 35,0 |
| 2500 | 144,3 | 96,2 | 72,2 | 65,6 | 48,1 | 43,7 |
| 3150 | 181,9 | 121,2 | 90,9 | 82,7 | 60,6 | 55,1 |
Ces courants restent très inférieurs au courant assigné des cellules HTA, qui se compte en centaines d’ampères : au primaire, c’est le pouvoir de coupure et la protection du transformateur qui dimensionnent l’appareillage, pas l’intensité de service. Le calibre des fusibles HTA se choisit dans le tableau du fabricant de fusibles, à partir de l’In primaire et du courant d’enclenchement du transformateur.
Exemple 2 : intensité primaire d’un 1000 kVA 20 kV / 410 V
- S = 1 000 000 VA, U = 20 000 V.
- In = 1 000 000 ÷ (1,732 × 20 000) ≈ 28,9 A.
- Contrôle par le rapport de transformation : 20 000 ÷ 410 ≈ 48,78, et 28,87 × 48,78 ≈ 1408 A, l’intensité secondaire du tableau précédent.
- Le même appareil construit pour un réseau 30 kV : 1 000 000 ÷ (1,732 × 30 000) ≈ 19,2 A au primaire, pour un secondaire inchangé.
Intensité primaire d’un transformateur 1000 kVA sous 20 kV
In = S / (sqrt(3) * U)
In = A
Au Québec : 600 V, 208 V et paliers nord-américains
Le Québec est un réseau à 60 Hz qui suit la pratique nord-américaine. Selon la norme E.21-10 d’Hydro-Québec (article 1.2.2), la basse tension est offerte en monophasé 120/240 V ou en triphasé 347/600 V, étoile, neutre solidement mis à la terre ; le 600 V trois conducteurs n’est fourni que lorsque la ligne est souterraine et que le 347/600 V n’est pas offert, et relève surtout des installations existantes (art. 1.2.2.1) ; le 120/208 V relève des installations existantes, éventuellement réalimentées en 347/600 V par un transformateur abaisseur installé aux frais du client (art. 1.2.2.3). En moyenne tension, Hydro-Québec désigne par « 25 kV » la tension triphasée 14,4/24,94 kV, la plus fréquente ; il existe aussi des réseaux à 12,47 kV et 34,5 kV. Les paliers de puissance sont ceux de la série nord-américaine des transformateurs sur socle :
| Puissance (kVA) | In sous 600 V (A) | In sous 208 V (A) | In côté 25 kV (24,94 kV) (A) |
|---|---|---|---|
| 75 | 72 | 208 | 1,7 |
| 112,5 | 108 | 312 | 2,6 |
| 150 | 144 | 416 | 3,5 |
| 225 | 217 | 625 | 5,2 |
| 300 | 289 | 833 | 6,9 |
| 500 | 481 | 1388 | 11,6 |
| 750 | 722 | 2082 | 17,4 |
| 1000 | 962 | 2776 | 23,1 |
| 1500 | 1443 | 4164 | 34,7 |
| 2000 | 1925 | 5551 | 46,3 |
| 2500 | 2406 | 6939 | 57,9 |
Valeurs calculées ; au-delà d’environ 1000 kVA, le 120/208 V est rarement retenu en raison des courants (plus de 2800 A).
Un transformateur conçu pour 50 Hz ne se transpose pas sur un réseau à 60 Hz, ni l’inverse : voir l’entrée 50 Hz et 60 Hz du glossaire. Pour le choix entre 208, 480 et 600 V dans un bâtiment, lisez 208, 480 ou 600 V : choisir la tension de distribution. Pour le courant de défaut disponible et le pouvoir de coupure (AIC/SCCR) selon le CCE, voir protection du transformateur contre les surintensités.
Courant de court-circuit aux bornes BT : ucc 4 % ou 6 % et ce qu’il impose au TGBT
L’intensité de service fixe le calibre ; la tension de court-circuit ucc fixe le courant de défaut. Avec un réseau amont infini, Icc ≈ In ÷ ucc. Avec un réseau HTA de puissance de court-circuit Scc, on ajoute son impédance :
Icc = U ÷ (√3 × (Zt + Zr)), avec Zt = ucc × U² ÷ S et Zr = U² ÷ Scc
La CEI 60076-5 (tableau 2) retient Scc = 500 MVA pour Um 7,2 à 24 kV et 1000 MVA pour Um 36 kV dans la pratique européenne quand l’acheteur ne la précise pas. Son tableau 1 donne les ucc minimales reconnues : 4,0 % de 25 à 630 kVA, 5,0 % de 631 à 1250 kVA, 6,0 % de 1251 à 2500 kVA. Les catalogues européens retiennent en général 4 % jusqu’à 630 kVA et 6 % au-delà.
| Puissance (kVA) | In sous 410 V (A) | ucc catalogue | ucc minimale CEI 60076-5 | Icc, réseau infini (kA) | Icc, réseau 500 MVA (kA) |
|---|---|---|---|---|---|
| 400 | 563 | 4 % | 4,0 % | 14,1 | 13,8 |
| 630 | 887 | 4 % | 4,0 % | 22,2 | 21,5 |
| 800 | 1127 | 6 % | 5,0 % | 18,8 | 18,3 |
| 1000 | 1408 | 6 % | 5,0 % | 23,5 | 22,7 |
| 1250 | 1760 | 6 % | 5,0 % | 29,3 | 28,2 |
| 1600 | 2253 | 6 % | 6,0 % | 37,6 | 35,6 |
| 2000 | 2816 | 6 % | 6,0 % | 46,9 | 44,0 |
| 2500 | 3520 | 6 % | 6,0 % | 58,7 | 54,2 |
La dernière colonne coïncide avec les valeurs du catalogue Groupe Cahors (réseau amont 500 MVA). Calculées sous 400 V et avec un réseau amont infini, comme dans l’article sur le prix des transformateurs 630, 1000 et 1600 kVA, ces valeurs deviennent 22,7 kA (630 kVA), 24,1 kA (1000 kVA) et 38,5 kA (1600 kVA) : l’écart vient de la tension retenue (410 ou 400 V) et de la puissance du réseau amont. Deux lectures pour le TGBT : le disjoncteur général doit avoir un pouvoir de coupure au moins égal à l’Icc, et le jeu de barres une tenue de courte durée Icw au moins égale, généralement spécifiée pour 1 s. Ces valeurs sont un point de départ : l’étude de court-circuit (tolérance sur l’ucc, contribution des moteurs, marche en parallèle) peut les majorer. Le passage de 630 à 800 kVA réduit l’Icc de 21,5 à 18,3 kA, parce que l’ucc passe de 4 à 6 % ; le passage de 1000 à 1250 kVA l’augmente de 22,7 à 28,2 kA ; à 1600 kVA, on dépasse 35 kA.
Exemple 3 : Icc d’un 1250 kVA à ucc 6 % sur un réseau 20 kV
- Zt = 0,06 × 410² ÷ 1 250 000 ≈ 8,069 mΩ.
- Zr = 410² ÷ 500 000 000 ≈ 0,336 mΩ.
- Icc = 410 ÷ (1,732 × 8,405 mΩ) ≈ 28,2 kA, la valeur du catalogue.
- Avec un réseau amont infini : 1760 ÷ 0,06 ≈ 29,3 kA, soit 4 % de marge implicite.
- Si l’offre ne garantit que l’ucc minimale de 5 % : Zt ≈ 6,72 mΩ et Icc ≈ 33,5 kA. Le TGBT et le disjoncteur général doivent alors tenir au moins 33,5 kA au lieu de 28,2 kA.
Courant de court-circuit aux bornes BT d’un 1250 kVA (réseau 500 MVA)
Icc = U / (sqrt(3) * (ucc / 100 * U^2 / (S * 1000) + U^2 / (Scc * 1000000))) / 1000
Icc = kA
Comptage BT ou HTA : le seuil de 2000 A
En France, la note Enedis-NMO-CPT_002E (version du 5 septembre 2024) reprend l’article 135 de la NF C 13-100 d’avril 2015 : le comptage est réalisé en basse tension, sans transformateur de tension, lorsque l’installation comporte un seul transformateur de puissance, que le courant secondaire assigné ne dépasse pas 2000 A et que la tension assignée est 230/400 V. Si le courant secondaire dépasse 2000 A ou s’il y a plusieurs transformateurs, le comptage passe en HTA. Le guide SéQuélec GP17 traduit ce seuil en puissance : en général 1250 kVA sous 20 kV, ou 1000 kVA sous 15 kV, à confirmer lors de l’étude de raccordement. Le tableau ci-dessus le montre : 1760 A pour un 1250 kVA, 2253 A pour un 1600 kVA. Le cadre du poste de livraison HTA est détaillé dans le glossaire.
Le transformateur de courant (TC, ou TI) du comptage n’est pas dimensionné sur l’intensité du transformateur de puissance, mais sur la puissance de référence du point de livraison, en pratique la puissance souscrite. La note Enedis donne la condition pour un TC de classe 0,2 S : 20 % de InTC < Pr ÷ (cos φ × Un × √3) < InTC, avec cos φ = 0,93 par défaut et Un = 400 V. Pour un comptage BT d’une puissance de référence supérieure à 250 kW, les rapports utilisés sont 500/5, 1000/5 et 2000/5 :
| Rapport du TC | Courant primaire (A) | Pr minimale, classe 0,2 S (kW) | Pr maximale (kW) |
|---|---|---|---|
| 500/5 | 500 | 64 | 322 |
| 1000/5 | 1000 | 129 | 644 |
| 2000/5 | 2000 | 258 | 1289 |
Ces valeurs sont celles du chapitre 5.3 de la note Enedis ; 1289 kW est le maximum admissible, puisqu’il correspond aux 2000 A du secondaire du transformateur de puissance.
Exemple 4 : quel TC pour un 1250 kVA et 700 kW souscrits ?
- Courant de référence : 700 000 ÷ (0,93 × 400 × 1,732) ≈ 1086 A.
- TC 1000/5 : 1086 A dépasse 1000 A, le rapport 1000/5 ne convient pas.
- TC 2000/5 : 20 % de 2000 A = 400 A < 1086 A < 2000 A, le rapport convient.
- Pour 450 kW souscrits, le courant de référence tombe à 698 A : le TC 1000/5 convient (200 A < 698 A < 1000 A), alors que le transformateur reste un 1250 kVA de 1760 A.
Courant de référence pour le choix du TC de comptage BT
Iref = Pr / (cosphi * U * sqrt(3))
Iref = kA
Erreurs fréquentes
- Mélanger 410 V et 400 V. Un 1250 kVA donne 1760 A sous 410 V et 1804 A sous 400 V : 44 A d’écart, assez pour fausser la comparaison de deux notes de calcul. Indiquez la tension utilisée.
- Confondre le TC de comptage et le transformateur de puissance. « Intensité transformateur » désigne l’In du transformateur de puissance ; le TC 2000/5 d’un comptage BT est choisi sur la puissance souscrite, pas sur l’In.
- Confondre kVA et kW. Un 1000 kVA alimente 800 kW à cos φ 0,8 et 930 kW à cos φ 0,93. Dimensionner en kW sans facteur de puissance sous-estime le courant.
- Supposer qu’une ucc plus faible est neutre. Un 1000 kVA à 5 % au lieu de 6 % fait passer l’Icc de 22,7 à environ 27,1 kA : un TGBT de 25 kA ne suffit plus.
- Oublier la marche en parallèle. Deux 1250 kVA à 6 % en parallèle sur le même jeu de barres donnent environ 54 kA, pas 28 kA.
- Appliquer un tableau 400 V à un projet au Québec. Tensions (347/600 V, 25 kV) et paliers (750, 1500 kVA) diffèrent ; la conception doit en plus être faite pour 60 Hz, selon les normes nord-américaines.
Ce qu’il faut spécifier
- Puissance assignée en kVA et profil de charge, avec le facteur de puissance si la charge est donnée en kW.
- Tensions assignées à vide : 20/0,41 kV, 22/0,41 kV ou 30/0,41 kV, ou 25 kV / 347-600 V au Québec, et la tension retenue pour les calculs.
- Tension de court-circuit garantie (4 % ou 6 %) et tolérance acceptée.
- Puissance de court-circuit du réseau HTA au point de livraison, fournie par le gestionnaire, pour calculer l’Icc réel.
- Icw et pouvoir de coupure du TGBT et du disjoncteur général, au moins égaux à l’Icc calculé, en tenant compte de la marche en parallèle éventuelle.
- Mode de comptage (BT ou HTA) et rapport des TC selon la puissance souscrite.
- Fréquence (50 ou 60 Hz) et couplage (Dyn11 en France et au Maghreb, sauf spécification contraire).
Pour le prix et les pertes garanties d’un 630, 1000 ou 1600 kVA, voir prix d’un transformateur 630, 1000 ou 1600 kVA ; pour le choix du diélectrique, transformateur sec ou à huile ; pour le poste complet, poste de transformation préfabriqué : composition, prix et délais.
La place d’Entogo
Entogo est une entreprise canadienne dotée de sa propre usine en Chine ; Entogo Inc. signe le contrat, assure le support d’ingénierie et émet la garantie. Pour le Québec et l’Amérique du Nord, la gamme comprend les transformateurs sur socle à huile de 75 à 2500 kVA, secondaire 208Y/120, 480Y/277 ou 600 V, les transformateurs secs de 15 à 2500 kVA et les TGBT modulaires jusqu’à 5000 A, conçus et construits selon IEEE C57.12.34 pour les transformateurs sur socle, UL 1561/1562 pour les secs et UL 1558 pour les TGBT, et livrés en 16 à 24 semaines. La certification UL (cULus) ou CSA est offerte sur demande ; lorsqu’une nouvelle certification est requise, la livraison intervient sous 36 semaines au plus. Pour les réseaux à 50 Hz, des versions CEI / CE des transformateurs et des postes de transformation compacts sont disponibles sur demande, configurées selon la spécification du projet ; les équipements CEI / CE de catalogue sont livrés en 12 semaines environ en moyenne.
La garantie est d’au moins 36 mois ; la durée exacte est fixée selon le produit et confirmée par contrat. Demandez un devis en indiquant la puissance, les tensions à vide, l’ucc souhaitée et la puissance de court-circuit du réseau.
