Qu'est-ce qu'un transformateur de tension (PT) ? Définition, types et applications

Un transformateur de tension (PT) est un petit transformateur de précision qui abaisse une haute tension à une valeur basse et sûre afin que les compteurs, les relais et les dispositifs de contrôle puissent la lire. Si vous avez déjà vu un schéma de poste marqué « PT » ou « VT » à côté d'une barre omnibus de 10 kV ou 35 kV, c'est cet appareil. Il n'est pas là pour alimenter des équipements ; il est là pour fournir une copie précise et isolée de la tension du réseau.

Qu'est-ce qu'un transformateur de tension ?

Un transformateur de tension est un transformateur de mesure connecté en parallèle avec le circuit qu'il mesure. Son enroulement primaire est soumis à la pleine tension du réseau, et son enroulement secondaire produit une sortie standard — généralement 100 V ou 110 V entre phases — proportionnelle à la tension primaire. Le rapport entre les deux est fixé par les spires, de sorte qu'une lecture au secondaire peut être ramenée à la tension réelle du réseau.

Le point clé est la précision, pas la puissance. Un PT ne fournit que quelques dizaines de voltampères — assez pour une bobine de compteur ou une entrée de relais, pas assez pour faire tourner un moteur. C'est pourquoi son noyau et ses enroulements sont conçus autour des limites d'erreur et du déphasage plutôt qu'autour de l'échauffement.

Où sont utilisés les transformateurs de tension

Les PT apparaissent partout où une tension de réseau doit être mesurée ou surveillée : comptage fiscal sur les départs entrants, entrées de tension des relais de protection, schémas de synchronisation et de contrôle de tension, régulation automatique de tension, et surveillance SCADA ou de qualité de l'énergie. Dans un tableau de distribution 10 kV typique, un PT alimente simultanément le compteur, le relais et le voltmètre du tableau.

Application	Classe de précision typique	Ce qu'il alimente
Comptage fiscal	0,2 ou 0,5	Compteur d'énergie
Protection	3P	Relais de surtension/sous-tension, de distance, de contrôle de synchronisme
Indication et SCADA	1,0	Voltmètre de tableau, RTU, analyseur de qualité de l'énergie
Détection de défaut à la terre	3P (enroulement résiduel)	Relais de tension résiduelle

Principaux types de transformateurs de tension

Trois familles se rencontrent en pratique. Les PT inductifs sont la solution de référence pour la moyenne tension : un noyau de fer avec des enroulements primaire et secondaire, coulés dans de la résine époxy pour usage intérieur ou immergés dans l'huile pour extérieur et tensions plus élevées. Les transformateurs de tension capacitifs (CVT) divisent d'abord la tension par une pile de condensateurs, ce qui devient économique au-delà d'environ 110 kV et peut servir en même temps de coupleur pour courants porteurs sur ligne de puissance. Les PT isolés au SF6 sont intégrés aux appareillages SF6, où l'encombrement est le facteur décisif.

Type	Tension typique	Utilisation	Remarque
Inductif, résine coulée	0,66–40,5 kV	Appareillage intérieur	Compact, sans entretien
Inductif, immergé dans l'huile	35–145 kV	Postes extérieurs	Meilleure isolation en haute tension
Capacitif (CVT)	110–765 kV	Transport THT	Sert aussi de coupleur PLC
Isolé au gaz SF6	72,5–550 kV	Postes GIS	S'intègre au compartiment à gaz

Ce qu'il faut vérifier sur la plaque signalétique d'un PT

La plaque signalétique d'un PT est courte, mais quatre valeurs déterminent si l'appareil convient à votre tableau : tension primaire assignée, tension secondaire assignée, classe de précision et charge nominale. Un cinquième élément, le facteur de tension, indique combien de temps le PT peut supporter un défaut à la terre sur un réseau non mis à la terre.

Élément de la plaque	Exemple	Pourquoi c'est important
Tension primaire assignée	35 kV, 35/√3 kV	Doit correspondre à la tension nominale du réseau et au couplage
Tension secondaire assignée	100 V, 110 V, 100/√3 V	Doit correspondre à l'entrée du compteur et du relais
Classe de précision	0,2, 0,5, 1,0, 3P	Détermine si le comptage ou la protection peut s'y fier
Charge nominale	15 VA, 30 VA	La précision n'est garantie que jusqu'à cette charge
Facteur de tension	1,2 / 1,9 pendant 8 h	Tenue lors d'un défaut à la terre sur réseau isolé

La règle pratique est de partir du côté secondaire : additionnez la charge de chaque appareil que vous allez connecter, choisissez une classe de précision adaptée au tarif ou au schéma de protection, et seulement ensuite sélectionnez la tension primaire et le rapport. Choisir un PT uniquement sur la tension est la raison pour laquelle certains tableaux se retrouvent avec un compteur qui lit correctement à pleine charge et dérive à faible charge.

Réponses rapides (FAQ)

Question	Réponse
Un PT est-il un transformateur élévateur ou abaisseur ?	Toujours abaisseur : haute tension du réseau en entrée, 100 V ou 110 V normalisés en sortie.
Un PT alimente-t-il des équipements en puissance ?	Non. Il fournit un signal, généralement quelques dizaines de VA.
Que se passe-t-il si le secondaire d'un PT est court-circuité ?	Un courant important circule et le PT peut être endommagé. Contrairement à un TC, le secondaire d'un PT ne doit jamais être court-circuité.
Un seul PT peut-il alimenter le comptage et la protection ?	Oui, s'il dispose de noyaux séparés et que la charge des deux reste dans la puissance assignée. De nombreux appareils offrent un noyau de comptage et un noyau de protection.
PT ou CVT pour 220 kV ?	Le CVT est normalement plus économique et peut aussi transporter les signaux de courants porteurs.

En résumé : un transformateur de tension est l'instrument qui transforme une tension de réseau dangereuse en un signal sûr, précis et proportionnel. Choisissez-le d'abord en fonction de la charge secondaire et de la classe de précision, puis de la tension et du type — c'est dans cet ordre qu'il sera jugé en service.