L’Ukr d’un transformateur : définition, calcul et impacts

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Définition de l’Ukr

L’Ukr (tension de court-circuit relative) est un paramètre fondamental des transformateurs.
Il correspond à la tension, exprimée en pourcentage de la tension nominale, qu’il faut appliquer au primaire lorsque le secondaire est en court-circuit, afin de faire circuler le courant nominal dans l’enroulement secondaire.

En d’autres termes, l’Ukr représente l’impédance interne du transformateur ramenée à la tension nominale.

Valeurs usuelles

Les constructeurs indiquent systématiquement l’Ukr sur la plaque signalétique du transformateur.

  • Pour des transformateurs de distribution moyenne puissance (400 kVA à 2500 kVA), l’Ukr se situe généralement de 4 à 8 %.

  • Les faibles puissances peuvent avoir des Ukr plus bas, tandis que les transformateurs de forte puissance peuvent atteindre 10 % ou plus.

Impact de l’Ukr sur les courants de court-circuit

Le rôle principal de l’Ukr est de déterminer le courant de court-circuit au secondaire du transformateur.

La formule simplifiée est :

Icc=InUkr(pu)I_{cc} = \frac{I_n}{U_{kr(pu)}}

où :

  • IccI_{cc} : courant de court-circuit secondaire (A),

  • InI_n : courant nominal du transformateur (A),

  • Ukr(pu)U_{kr(pu)} : Ukr exprimée en valeur relative (par exemple 6 % → 0,06).

Exemple chiffré :

Un transformateur 1000 kVA, 20 kV / 400 V, avec Ukr=6%Ukr = 6\%.

  • Courant nominal au secondaire :

In=1000×1033×400≈1443 AI_n = \frac{1000 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 400} \approx 1443 \, A

  • Courant de court-circuit :

Icc=14430,06≈24 kAI_{cc} = \frac{1443}{0,06} \approx 24 \, kA

Ainsi, une variation de l’Ukr modifie directement la valeur du courant de défaut.

Conséquences pratiques

  1. Sur les protections

    • Ukr faible → courants de court-circuit très élevés → besoin de disjoncteurs avec fort pouvoir de coupure.

    • Ukr élevé → limitation du courant de court-circuit → protections plus facilement dimensionnées.

  2. Sur les chutes de tension
    L’Ukr correspond également à la chute de tension interne du transformateur en charge nominale.

    • Ukr faible = meilleures performances en régime permanent.

    • Ukr élevé = plus de pertes de tension.

  3. Sur la sélectivité
    La valeur de l’Ukr influence la coordination entre protections en aval. Un Ukr plus élevé peut faciliter la sélectivité entre disjoncteurs, mais au prix d’une plus grande chute de tension.

Conclusion

L’Ukr n’est pas un simple chiffre indiqué par le constructeur :
c’est un paramètre central qui conditionne simultanément la valeur des courants de court-circuit, la chute de tension, la protection des équipements et la sélectivité de l’installation.

Un bon choix de transformateur repose donc sur un équilibre entre Ukr, puissance nominale et besoins en sélectivité.

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