IEC 60076-5:2000

NORME CEI
INTERNATIONALE 60076-5
Deuxième édition
2000-07
Transformateurs de puissance –
Partie 5:
Tenue au court-circuit
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NORME CEI
INTERNATIONALE 60076-5
Deuxième édition
2000-07
Transformateurs de puissance –
Partie 5:
Tenue au court-circuit
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Международная Электротехническая Комиссия
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– 2 – 60076-5 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

Articles
1 Domaine d'application. 8

2 Références normatives . 8

3 Prescriptions relatives à la tenue au court-circuit . 8
3.1 Généralités . 8
3.2 Conditions de surintensités. 10
4 Démonstration de la tenue au court-circuit . 16
4.1 Tenue thermique au court-circuit. 16
4.2 Tenue mécanique au court-circuit . 22
Annexe A (informative) Guide pour l'identification d'un transformateur similaire . 40
Annexe B (normative) Méthode de calcul pour la démonstration de la tenue aux effets
dynamiques du court-circuit. 42
Figure 1 – Transformateur connecté étoile-triangle. 28
Figure 2 – Autotransformateur étoile-étoile. 30
Tableau 1 – Valeurs minimales caractéristiques d'impédances de court-circuit de
transformateurs à deux enroulements séparés . 12
Tableau 2 – Puissance apparente de court-circuit du réseau. 12
Tableau 3 – Valeurs maximales admissibles de la température moyenne de chaque
enroulement après court-circuit . 20
Tableau 4 – Valeurs du facteur k × 2 . 24

– 4 – 60076-5 © CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

––––––––––––
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –

Partie 5: Tenue au court-circuit

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation

composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60076-5 a été établie par le comité d'études 14 de la CEI:
Transformateurs de puissance.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition parue en 1976 et
l'amendement 2 (1994). Cette deuxième édition constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
14/346/FDIS 14/353/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
L'annexe A est donnée uniquement à titre d'information.
L'annexe B fait partie intégrante de cette norme.

– 6 – 60076-5 © CEI:2000
Le comité a décidé que cette publication reste valable jusqu’en 2004. A cette date, selon
décision préalable du comité, la publication sera

reconduite;
supprimée;
remplacée par une édition révisée, ou

amendée.
– 8 – 60076-5 © CEI:2000
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –

Partie 5: Tenue au court-circuit

1 Domaine d'application
La présente partie de la CEI 60076 définit les prescriptions pour que les transformateurs de

puissance supportent sans dommage les effets des surcharges occasionnées par des court-
circuits externes. Elle décrit les procédés de calcul utilisés pour démontrer l'aptitude
thermique d'un transformateur de puissance à supporter de telles surcharges ainsi que l'essai
spécial et la méthode de calcul utilisés pour démontrer son aptitude à résister aux effets
mécaniques afférents. Les prescriptions s'appliquent aux transformateurs définis dans le
domaine d'application de la CEI 60076-1.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 60076.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications
ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente
partie de la CEI 60076 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les
plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la
dernière édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de
l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60076-1:1993, Transformateurs de puissance – Partie 1: Généralités
CEI 60076-8:1997, Transformateurs de puissance – Partie 8: Guide d'application
CEI 60726:1982, Transformateurs de puissance de type sec
3 Prescriptions relatives à la tenue au court-circuit
3.1 Généralités
Les transformateurs ainsi que tout l'équipement et les accessoires doivent être conçus et

construits pour résister sans dommage aux effets thermiques et mécaniques des courts-
circuits extérieurs dans les conditions spécifiées en 3.2.
Les courts-circuits extérieurs ne sont pas limités aux courts-circuits triphasés: ils
comprennent les défauts entre phases, entre deux phases et la terre et entre phase et terre.
Les courants dans les enroulements correspondant à ces conditions sont appelés dans cette
partie de la CEI 60076 «surintensités».

– 10 – 60076-5 © CEI:2000
3.2 Conditions de surintensités

3.2.1 Considérations générales

3.2.1.1 Conditions d'application requérant une attention spéciale

Les situations suivantes touchant une occurrence de grande surintensité, de durée ou
répétition requièrent une attention spéciale et doivent être clairement indiquées dans les
spécifications
– des transformateurs de régulation à très basse impédance, qui dépendent de l'impédance

des appareils directement connectés pour limiter les surintensités;

– des transformateurs d'alternateur de centrale sensibles aux fortes surintensités produites
par la connexion de l'alternateur au réseau hors synchronisme;
– des transformateurs directement connectés à des machines tournantes telles que moteurs
ou compensateurs synchrones qui peuvent agir en tant que générateurs pour fournir du
courant au transformateur dans des conditions de défaut de réseau;
– des transformateurs spéciaux et transformateurs installés dans des réseaux caractérisés
par un fort taux de défaut; voir 3.2.6;
– des tensions d'utilisation supérieures à la tension assignée maintenue à la borne non
défectueuse durant une condition de défaut.
3.2.1.2 Limitations en courant relatives aux transformateurs survolteurs
Quand la combinaison des impédances du transformateur survolteur et du système conduit à
un niveau de courant de court-circuit tel que le transformateur ne peut pas, soit
physiquement, soit économiquement, être conçu pour résister, le constructeur et l'acheteur
doivent se mettre d'accord sur le maximum de surintensité admise. Dans ce cas, il convient
que l'acheteur prenne des dispositions pour limiter le courant de court-circuit à la surintensité
indiquée par le constructeur et indiquée sur la plaque signalétique.
3.2.2 Transformateurs à deux enroulements séparés
3.2.2.1 Pour les besoins de la présente norme, on distingue, pour les transformateurs
triphasés ou les groupes triphasés, trois catégories selon la puissance nominale:
– catégorie I: jusqu'à 2 500 kVA;
– catégorie II: 2 501 kVA à 100 000 kVA;
– catégorie III: au-dessus de 100 000 kVA.
3.2.2.2 En l'absence d'autres spécifications, le courant de court-circuit symétrique (en valeur

efficace, voir 4.1.2) doit être calculé en tenant compte de l'impédance de court-circuit du
transformateur et de l'impédance du réseau.
Pour les transformateurs de la catégorie I, on doit négliger dans le calcul du courant de court-
circuit, l'impédance du réseau si celle-ci est égale ou inférieure à 5 % de l'impédance de
court-circuit du transformateur.
La valeur de crête du courant de court-circuit doit être calculée selon les indications de 4.2.3.
3.2.2.3 Le tableau 1 donne des valeurs minimales caractéristiques d'impédances de court-
circuit de transformateurs, exprimées en tension de court-circuit à courant assigné (pour la
prise principale). Si des valeurs plus faibles sont spécifiées, la tenue au court-circuit du
transformateur doit faire l'objet d'un accord entre le constructeur et l'acheteur.

– 12 – 60076-5 © CEI:2000
Tableau 1 – Valeurs minimales caractéristiques d'impédances de court-circuit

de transformateurs à deux enroulements séparés

Impédance de court-circuit à courant assigné

Puissance assignée Impédance de court-circuit minimale

kVA %
Jusqu'à 630 4,0
631 à 1 250 5,0
1 251 à 2 500 6,0
7,0
2 501 à 6 300
6 301 à 25 000 8,0
25 001 à 40 000 10,0
40 001 à 63 000 11,0
63 001 à 100 000 12,5
Au-dessus de 100 000 >12,5
NOTE 1 Pour les puissances nominales supérieures à 100 000 kVA, les valeurs font
généralement l'objet d'un accord entre le constructeur et l'acheteur.
NOTE 2 Dans le cas d'éléments monophasés destinés à constituer un groupe triphasé, les
valeurs de puissance nominale s'entendent comme étant celles du groupe triphasé.
3.2.2.4 Il convient que la puissance apparente de court-circuit du réseau à l'endroit où est
installé le transformateur soit spécifiée par l'acheteur dans son appel d'offres pour permettre
de trouver la valeur du courant de court-circuit symétrique à prendre en compte dans le calcul
et dans les essais.
Si le niveau de la puissance de court-circuit n'est pas spécifié, on doit utiliser les valeurs
données au tableau 2.
Tableau 2 – Puissance apparente de court-circuit du réseau
Tension la plus élevée Puissance apparente de court-circuit
du réseau, U
m
MVA
kV
Pratique européenne Pratique nord-américaine
courante courante
7,2; 12; 17,5 et 24 500 500
36 1 000 1 500
5 000
52 et 72,5 3 000
100 et 123 6 000 15 000
145 et 170 10 000 15 000
245 20 000 25 000
300 30 000 30 000
362 35 000 35 000
420 40 000 40 000
525 60 000 60 000
765 83 500 83 500
NOTE Si ce n'est pas spécifié, il convient de considérer une valeur entre 1 et 3 pour le rapport entre
l'impédance homopolaire et l'impédance directe du réseau.
3.2.2.5 Pour les transformateurs à deux enroulements séparés, seul le court-circuit triphasé
est normalement pris en compte car il est considéré comme couvrant de manière adéquate
tous les autres types de défauts possibles (exception faite du cas spécial traité dans la note
de 3.2.5).
NOTE Dans le cas de l'enroulement zigzag, le courant de défaut phase-terre peut atteindre des valeurs
supérieures à celle d'un courant de court-circuit triphasé. Cependant, ces fortes valeurs sont limitées dans les
deux phases concernées, à la moitié de la bobine et, de plus, les courants dans les autres enroulements montés
en étoile sont inférieurs à ceux du courant de court-circuit triphasé. Les risques électrodynamiques de
l'enroulement peuvent être soit en triphasé, soit en monophasé en fonction de la technologie des enroulements. Il
est recommandé que le constructeur et l'acheteur se mettent d'accord sur le type de court-circuit à prendre en
considération.
– 14 – 60076-5 © CEI:2000
3.2.3 Transformateurs à plus de deux enroulements et autotransformateurs

Les surintensités dans les enroulements, y compris les enroulements de stabilisation et les

enroulements auxiliaires, doivent être déterminées à partir des impédances du transformateur

et de celles du ou des réseaux. Il doit être tenu compte des différentes sortes de défauts

pouvant intervenir en service sur le réseau, par exemple des défauts phase-terre et des

défauts entre phases, associés aux conditions de mise à la terre du réseau et du

transformateur en question; voir CEI 60076-8. Les caractéristiques de chaque réseau (au

moins le niveau de la puissance apparente de court-circuit et la gamme dans laquelle est

compris le rapport entre l'impédance homopolaire et l'impédance directe) doivent être
spécifiées par l'acheteur dans son appel d'offres.

Les enroulements de stabilisation couplés en triangle des transformateurs triphasés doivent
pouvoir résister aux surintensités résultant des différentes possibilités de défauts de réseau
qui peuvent survenir en service avec les conditions de mise à la terre concernées.
Dans le cas de transformateurs monophasés raccordés de manière à constituer un groupe
triphasé, les enroulements de stabilisation doivent pouvoir supporter un court-circuit à leurs
bornes, à moins que l'acheteur n'ait spécifié que des précautions spéciales seront prises pour
éviter tout court-circuit entre phases.
NOTE Il peut ne pas être économique de dimensionner les enroulements auxiliaires pour résister à un court-
circuit à leurs bornes. Dans un tel cas, il faut que le niveau des surintensités soit limité par des moyens appropriés
tels que des bobines d'inductances série ou, dans certains cas, des fusibles. Il faut veiller à se prémunir contre les
défauts dans la zone comprise entre le transformateur et l'appareillage de protection.
3.2.4 Transformateurs survolteurs
Les impédances des transformateurs survolteurs peuvent être très faibles et, par conséquent,
les surintensités dans les enroulements sont déterminées principalement par les
caractéristiques du réseau à l'endroit où est installé le transformateur. Ces caractéristiques
doivent être spécifiées par l'acheteur dans son appel d'offres.
Si un transformateur survolteur est directement associé à un transformateur dans le but de
l'amplification de tension et/ou la variation de phase, il doit être capable de résister aux
surintensités résultant de l'impédance combinée des deux machines.
3.2.5 Transformateurs directement associés à d'autres appareils
Lorsqu'un transformateur est directement associé à d'autres appareils dont l'impédance
limiterait le courant de court-circuit, on peut prendre en compte, après accord entre le
constructeur et l'acheteur, la somme des impédances du transformateur, du réseau et des
appareils directement associés.

Cela s'applique, par exemple, aux transformateurs de centrale si le raccordement entre
l'alternateur et le transformateur est exécuté de telle sorte que la possibilité d'un défaut entre
phases ou entre deux phases et la terre se produisant à cet endroit soit négligeable.
NOTE Si le raccordement alternateur-transformateur est fait de cette façon, les conditions de court-circuit les plus
sévères peuvent apparaître dans le cas d'un transformateur de centrale à couplage étoile-triangle avec neutre à la
terre, lorsqu'un défaut phase-terre se produit sur le réseau raccordé à l'enroulement connecté en étoile ou dans le
cas d'une non-synchronisation des phases.

– 16 – 60076-5 © CEI:2000
3.2.6 Transformateurs spéciaux et transformateurs installés dans des réseaux
caractérisés par un fort taux de défaut

La tenue d'un transformateur à de fréquentes surintensités provenant des conditions

d'exploitation ou d'une utilisation particulière (par exemple les transformateurs de four ou les

transformateurs fixes alimentant des appareils de traction) doit faire l'objet d'un accord entre

le constructeur et l'acheteur. L'acheteur doit informer à l'avance le constructeur des

conditions attendues de tout fonctionnement anormal.

3.2.7 Dispositif de changement de prises

Lorsque le transformateur en est muni, le dispositif de changement de prises doit être capable
de supporter les mêmes surintensités dues aux courts-circuits que les enroulements. Il n'est
toutefois pas requis que le changeur de prise en charge soit en mesure de commuter le
courant de court-circuit.
3.2.8 Borne neutre
La borne neutre des enroulements connectés en étoile ou en zigzag doit être conçue pour la
surintensité la plus élevée qui peut la traverser.
4 Démonstration de la tenue au court-circuit
Les prescriptions de cet article s'appliquent tant aux transformateurs immergés dans l'huile
qu'aux transformateurs de type sec, tels qu'ils sont spécifiés respectivement dans la
CEI 60076-1 et la CEI 60726.
4.1 Tenue thermique au court-circuit
4.1.1 Généralités
Selon la présente norme, la tenue thermique au court-circuit doit être démontrée par le calcul.
Ce calcul doit être réalisé conformément aux exigences de 4.1.2 à 4.1.5.
4.1.2 Valeur du courant de court-circuit symétrique I
Pour les transformateurs triphasés avec deux enroulements séparés, la valeur efficace du
courant de court-circuit symétrique I doit être calculée comme suit:
, = (kA) (1)
3 ×()= +=
t s
où
Z est l'impédance de court-circuit du réseau.
s
U
s
Z = , en ohms par phase (équivalent du montage étoile); (2)
s
S
où
U est la tension assignée du réseau, en kilovolts (kV);
s
S est la puissance apparente de court-circuit du réseau, en mégavoltampères (MVA).
U et Z sont définies comme suit:
t
– 18 – 60076-5 © CEI:2000
a) pour la prise principale:
U est la tension assignée U de l'enroulement considéré, en kilovolts;

r
Z est l'impédance de court-circuit du transformateur ramenée à l'enroulement considéré;
t
elle est calculée comme suit:
z × U
t r
1)
Z = en ohms (Ω) par phase (équivalent du montage étoile) (3)
t
100 × S
r
où
z est l'impédance de court-circuit mesurée à courant et fréquence assignés pour

t
l'enroulement principal et pour la température de référence, exprimée en pour-cent;
S est la puissance assignée du transformateur, en mégavoltampères;
r
b) pour les prises autres que la prise principale:
2)
U est, sauf spécification contraire, la tension de prise de l'enroulement en question
pour la connexion considérée, en kilovolts;
Z est l'impédance de court-circuit du transformateur ramenée à l'enroulement et à la
t
prise considérée, en ohms par phase.
Pour les transformateurs ayant plus de deux enroulements, les autotransformateurs, les
transformateurs survolteurs et les transformateurs directement associés à d'autres appareils,
les surintensités sont calculées suivant 3.2.3, 3.2.4 ou 3.2.5, selon ce qui convient.
Pour tous les transformateurs, excepté les cas donnés en 3.2.2.2, l'effet de l'impédance en
court-circuit du ou des réseaux doit être pris en compte.
NOTE Dans le cas de montage zigzag des enroulements, le courant de court-circuit pour un défaut phase-terre
peut être de valeur considérablement plus élevée que pour un défaut sur les trois phases. Il est recommandé de
prendre en compte l'accroissement de courant dans le calcul de l'élévation de température de l'enroulement
zigzag.
4.1.3 Durée du courant de court-circuit symétrique
Sauf spécification contraire, la durée du courant I à utiliser dans le calcul concernant la tenue
thermique au court-circuit doit être de 2 s.
NOTE Pour les autotransformateurs et pour les transformateurs avec un courant de court-circuit dépassant 25
fois le courant nominal, on peut adopter, après accord entre le constructeur et l'acheteur, une durée du courant de
court-circuit inférieure à 2 s.
4.1.4 Valeur maximale admissible de la température moyenne de chaque enroulement
La température moyenne la plus élevée θ de chaque enroulement, après le passage du
courant de court-circuit symétrique I de valeur et de durée spécifiées respectivement en 4.1.2
et 4.1.3, ne doit pas dépasser la valeur maximale indiquée au tableau 3, quelle que soit la
prise.
La température initiale d'enroulement θ à utiliser dans les équations (4) et (5) doit
correspondre à la somme de la température ambiante maximale admissible et de
l'échauffement correspondant au régime assigné mesuré par variation de résistance. Si
l'échauffement mesuré de l'enroulement n'est pas disponible, alors la température initiale θ
doit correspondre à la somme de la température ambiante maximale, et de l'échauffement
permis pour le système d'isolation de l'enroulement.
———————
1)
Dans cette formule les symboles Z et z remplacent Z et z, respectivement adoptés pour les mêmes paramètres
t t
dans la CEI 60076-1, dans un souci de clarté lié au contenu de 4.2.3.
2)
Pour la définition de «tension de prise», voir 5.2 de la CEI 60076-1.

– 20 – 60076-5 © CEI:2000
Tableau 3 – Valeurs maximales admissibles de la température moyenne

de chaque enroulement après court-circuit

Température du Valeur maximale de

système d'isolation température
Type de
°C °C
transformateur
(classe thermique entre
Cuivre Aluminium
parenthèses)
Immergé dans l'huile 105 (A) 250 200

105 (A) 180
120 (E) 250 200
130 (B) 350 200
Sec
155 (F) 350 200
180 (H) 350 200
220 350 200
NOTE 1 En cas d'enroulements faits avec des alliages d'aluminium haute résistance à la tension, des
valeurs maximales plus élevées de température peuvent être permises après accord entre producteur et
acheteur, mais sans jamais excéder celles du cuivre.
NOTE 2 Quand la classe d'isolement utilisée dans les transformateurs immergés dans l'huile est autre
que la classe A, des valeurs maximales différentes de température peuvent être permises après accord
entre constructeur et acheteur.
4.1.5 Calcul de la température θ
La température moyenne la plus élevée θ atteinte par l'enroulement après court-circuit doit
être calculée d'après la formule:
2 ×()θ + 235 2 ×()θ + 225
0 0
θ = θ + pour le cuivre (4) θ = θ + pour l'aluminium (5)
1 0 1 0
106 000 45 700
−1 −1
2 2
J × t J × t
où
θ est la température initiale, en degrés Celsius (°C);
J est la densité de courant de court-circuit, en ampères par millimètre carré, basée sur la
valeur efficace du courant de court-circuit symétrique;
t est la durée, en secondes (s).
NOTE Les équations (4) et (5) sont basées sur des conditions adiabatiques et sont valables seulement pour une
courte durée, n'excédant pas 10 s. Les coefficients sont basés sur les propriétés suivantes des matériaux:

Cuivre Aluminium
398,4 928
Chaleur spécifique à 100 °C [J/kg⋅°C]
Densité à 100 °C [kg/m ] 8 894 2 685
0,0224 0,0355
Résistivité à 100 °C [μΩ⋅m]
ème
Source: Table des constantes physiques et chimiques – Kay et Laby – 15 édition, Longmans, 1986.

– 22 – 60076-5 © CEI:2000
4.2 Tenue mécanique au court-circuit

4.2.1 Généralités
Si cela est prescrit par l'acheteur, la capacité à résister à l'effet mécanique de court-circuit

doit être démontrée
– soit par essai,
– soit par des calculs et des considérations de conception.

Le choix de la méthode de démonstration doit faire l'objet d'un accord entre acheteur et
constructeur avant la passation de commande.

Quand l'essai en court-circuit a été choisi, il doit être considéré comme un essai spécial
(voir 3.11.3 de la CEI 60076-1) et doit être spécifié avant la passation de la commande.
L'essai doit être réalisé suivant les prescriptions de 4.2.2 à 4.2.7.
Parfois, les grands transformateurs de puissance ne peuvent pas être essayés suivant les
exigences de cette norme, par exemple par limitation des plateformes d'essai. Dans ce cas,
les conditions d'essai doivent faire l'objet d'un accord entre acheteur et constructeur.
Quand une considération de calcul et de conception est choisie, une validation par
comparaison avec des transformateurs similaires ou des modèles représentatifs précédemment
testés est exigée. L'annexe A donne un guide pour l'identification d'un transformateur similaire.
4.2.2 Conditions dans lesquelles est présenté le transformateur avant
les essais de court-circuit
4.2.2.1 Sauf convention contraire, les essais doivent être exécutés sur un transformateur
neuf prêt à être mis en service. Des accessoires de protection tels que relais Buccholz et
soupape de surpression doivent être montés sur le transformateur durant l'essai.
NOTE Le montage des accessoires n'ayant aucune influence sur le comportement durant l'essai de court-circuit
(par exemple les réfrigérants démontables) n'est pas exigé.
4.2.2.2 Préalablement aux essais de court-circuit, le transformateur doit avoir subi les essais
individuels spécifiés dans la CEI 60076-1. Cependant, les essais aux chocs de foudre ne sont
pas exigés à ce stade.
Si les enroulements sont munis de prises, la réactance et éventuellement la résistance sont à
mesurer pour les positions correspondant aux prises sur lesquelles les essais de court-circuit
seront exécutés.
Toutes les mesures de réactances doivent être reproductibles avec un écart inférieur à
±0,2 %.
Un compte rendu mentionnant les résultats des essais individuels doit être disponible dès le
début des essais de court-circuit.

– 24 – 60076-5 © CEI:2000
4.2.2.3 Au commencement des essais de court-circuit, la température moyenne des
enroulements doit être comprise entre 10 °C et 40 °C, (voir 10.1 de la CEI 60076-1).

Pendant les essais, l'éc
...

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60076-5
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2000-07
Transformateurs de puissance –
Partie 5:
Tenue au court-circuit
Power transformers –
Part 5:
Ability to withstand short circuit

Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60076-5:2000
Numéros des publications Numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.

Publications consolidées Consolidated publications

Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,

Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to

indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.

et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfir- Information relating to the date of the reconfirmation
mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement
(Catalogue en ligne)* (On-line catalogue)*
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60076-5
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2000-07
Transformateurs de puissance –
Partie 5:
Tenue au court-circuit
Power transformers –
Part 5:
Ability to withstand short circuit

 IEC 2000 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, any form or by any means, electronic or mechanical,
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les including photocopying and microfilm, without permission in
microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
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Telefax: +41 22 919 0300 e-mail: inmail@iec.ch IEC web site http://www.iec.ch
CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
S
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – 60076-5 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

Articles
1 Domaine d'application. 8

2 Références normatives . 8

3 Prescriptions relatives à la tenue au court-circuit . 8
3.1 Généralités . 8
3.2 Conditions de surintensités. 10
4 Démonstration de la tenue au court-circuit . 16
4.1 Tenue thermique au court-circuit. 16
4.2 Tenue mécanique au court-circuit . 22
Annexe A (informative) Guide pour l'identification d'un transformateur similaire . 40
Annexe B (normative) Méthode de calcul pour la démonstration de la tenue aux effets
dynamiques du court-circuit. 42
Figure 1 – Transformateur connecté étoile-triangle. 28
Figure 2 – Autotransformateur étoile-étoile. 30
Tableau 1 – Valeurs minimales caractéristiques d'impédances de court-circuit de
transformateurs à deux enroulements séparés . 12
Tableau 2 – Puissance apparente de court-circuit du réseau. 12
Tableau 3 – Valeurs maximales admissibles de la température moyenne de chaque
enroulement après court-circuit . 20
Tableau 4 – Valeurs du facteur k × 2 . 24

60076-5 © IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

Clause
1 Scope . 9

2 Normative references. 9

3 Requirements with regard to ability to withstand short circuit . 9
3.1 General. 9
3.2 Overcurrent conditions. 11
4 Demonstration of ability to withstand short circuit. 17
4.1 Thermal ability to withstand short circuit . 17
4.2 Ability to withstand the dynamic effects of short circuit. 23
Annex A (informative) Guidance for the identification of a similar transformer . 41
Annex B (normative) Calculation method for the demonstration of the ability
to withstand the dynamic effects of short circuit. 43
Figure 1 – Star/delta connected transformer. 29
Figure 2 – Star/star auto-transformer. 31
Table 1 – Recognized minimum values of short-circuit impedance for transformers
with two separate windings. 13
Table 2 – Short-circuit apparent power of the system . 13
Table 3 – Maximum permissible values of the average temperature of each winding
after short circuit . 21
Table 4 – Values for factor k × 2 . 25

– 4 – 60076-5 © CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

––––––––––––
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –

Partie 5: Tenue au court-circuit

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation

composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les
deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60076-5 a été établie par le comité d'études 14 de la CEI:
Transformateurs de puissance.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition parue en 1976 et
l'amendement 2 (1994). Cette deuxième édition constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
14/346/FDIS 14/353/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
L'annexe A est donnée uniquement à titre d'information.
L'annexe B fait partie intégrante de cette norme.

60076-5 © IEC:2000 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
POWER TRANSFORMERS –
Part 5: Ability to withstand short circuit

FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International
Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the
two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60076-5 has been prepared by IEC technical committee 14: Power
transformers.
This second edition cancels and replaces the first edition published in 1976 and amendment 2
(1994). This second edition constitutes a technical revision.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
14/346/FDIS 14/353/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Annex A is for information only.
Annex B forms an integral part of this standard.

– 6 – 60076-5 © CEI:2000
Le comité a décidé que cette publication reste valable jusqu’en 2004. A cette date, selon
décision préalable du comité, la publication sera

reconduite;
supprimée;
remplacée par une édition révisée, ou

amendée.
60076-5 © IEC:2000 – 7 –
The committee has decided that this publication remains valid until 2004. At this date, in
accordance with the committee’s decision, the publication will be

reconfirmed;
withdrawn;
replaced by a revised edition, or

amended.
– 8 – 60076-5 © CEI:2000
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –

Partie 5: Tenue au court-circuit

1 Domaine d'application
La présente partie de la CEI 60076 définit les prescriptions pour que les transformateurs de

puissance supportent sans dommage les effets des surcharges occasionnées par des court-
circuits externes. Elle décrit les procédés de calcul utilisés pour démontrer l'aptitude
thermique d'un transformateur de puissance à supporter de telles surcharges ainsi que l'essai
spécial et la méthode de calcul utilisés pour démontrer son aptitude à résister aux effets
mécaniques afférents. Les prescriptions s'appliquent aux transformateurs définis dans le
domaine d'application de la CEI 60076-1.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 60076.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications
ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente
partie de la CEI 60076 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les
plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la
dernière édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de
l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60076-1:1993, Transformateurs de puissance – Partie 1: Généralités
CEI 60076-8:1997, Transformateurs de puissance – Partie 8: Guide d'application
CEI 60726:1982, Transformateurs de puissance de type sec
3 Prescriptions relatives à la tenue au court-circuit
3.1 Généralités
Les transformateurs ainsi que tout l'équipement et les accessoires doivent être conçus et

construits pour résister sans dommage aux effets thermiques et mécaniques des courts-
circuits extérieurs dans les conditions spécifiées en 3.2.
Les courts-circuits extérieurs ne sont pas limités aux courts-circuits triphasés: ils
comprennent les défauts entre phases, entre deux phases et la terre et entre phase et terre.
Les courants dans les enroulements correspondant à ces conditions sont appelés dans cette
partie de la CEI 60076 «surintensités».

60076-5 © IEC:2000 – 9 –
POWER TRANSFORMERS –
Part 5: Ability to withstand short circuit

1 Scope
This part of IEC 60076 identifies the requirements for power transformers to sustain without

damage the effects of overcurrents originated by external short circuits. It describes the
calculation procedures used to demonstrate the thermal ability of a power transformer to
withstand such overcurrents and both the special test and the calculation method used
to demonstrate its ability to withstand the relevant dynamic effects. The requirements apply to
transformers as defined in the scope of IEC 60076-1.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this
text, constitute provisions of this part of IEC 60076. For dated references, subsequent
amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to
agreements based on this part of IEC 60076 are encouraged to investigate the possibility of
applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC
and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60076-1:1993, Power transformers – Part 1: General
IEC 60076-8:1997, Power transformers – Part 8: Application guide
IEC 60726:1982, Dry-type power transformers
3 Requirements with regard to ability to withstand short circuit
3.1 General
Transformers together with all equipment and accessories shall be designed and constructed
to withstand without damage the thermal and dynamic effects of external short circuits under
the conditions specified in 3.2.

External short circuits are not restricted to three-phase short circuits; they include line-to-line,
double-earth and line-to-earth faults. The currents resulting from these conditions in the
windings are designated as ‘overcurrents’ in this part of IEC 60076.

– 10 – 60076-5 © CEI:2000
3.2 Conditions de surintensités

3.2.1 Considérations générales

3.2.1.1 Conditions d'application requérant une attention spéciale

Les situations suivantes touchant une occurrence de grande surintensité, de durée ou
répétition requièrent une attention spéciale et doivent être clairement indiquées dans les
spécifications
– des transformateurs de régulation à très basse impédance, qui dépendent de l'impédance

des appareils directement connectés pour limiter les surintensités;

– des transformateurs d'alternateur de centrale sensibles aux fortes surintensités produites
par la connexion de l'alternateur au réseau hors synchronisme;
– des transformateurs directement connectés à des machines tournantes telles que moteurs
ou compensateurs synchrones qui peuvent agir en tant que générateurs pour fournir du
courant au transformateur dans des conditions de défaut de réseau;
– des transformateurs spéciaux et transformateurs installés dans des réseaux caractérisés
par un fort taux de défaut; voir 3.2.6;
– des tensions d'utilisation supérieures à la tension assignée maintenue à la borne non
défectueuse durant une condition de défaut.
3.2.1.2 Limitations en courant relatives aux transformateurs survolteurs
Quand la combinaison des impédances du transformateur survolteur et du système conduit à
un niveau de courant de court-circuit tel que le transformateur ne peut pas, soit
physiquement, soit économiquement, être conçu pour résister, le constructeur et l'acheteur
doivent se mettre d'accord sur le maximum de surintensité admise. Dans ce cas, il convient
que l'acheteur prenne des dispositions pour limiter le courant de court-circuit à la surintensité
indiquée par le constructeur et indiquée sur la plaque signalétique.
3.2.2 Transformateurs à deux enroulements séparés
3.2.2.1 Pour les besoins de la présente norme, on distingue, pour les transformateurs
triphasés ou les groupes triphasés, trois catégories selon la puissance nominale:
– catégorie I: jusqu'à 2 500 kVA;
– catégorie II: 2 501 kVA à 100 000 kVA;
– catégorie III: au-dessus de 100 000 kVA.
3.2.2.2 En l'absence d'autres spécifications, le courant de court-circuit symétrique (en valeur

efficace, voir 4.1.2) doit être calculé en tenant compte de l'impédance de court-circuit du
transformateur et de l'impédance du réseau.
Pour les transformateurs de la catégorie I, on doit négliger dans le calcul du courant de court-
circuit, l'impédance du réseau si celle-ci est égale ou inférieure à 5 % de l'impédance de
court-circuit du transformateur.
La valeur de crête du courant de court-circuit doit être calculée selon les indications de 4.2.3.
3.2.2.3 Le tableau 1 donne des valeurs minimales caractéristiques d'impédances de court-
circuit de transformateurs, exprimées en tension de court-circuit à courant assigné (pour la
prise principale). Si des valeurs plus faibles sont spécifiées, la tenue au court-circuit du
transformateur doit faire l'objet d'un accord entre le constructeur et l'acheteur.

60076-5 © IEC:2000 – 11 –
3.2 Overcurrent conditions
3.2.1 General considerations
3.2.1.1 Application conditions requiring special consideration

The following situations affecting overcurrent magnitude, duration, or frequency of occurrence
require special consideration and shall be clearly identified in transformer specifications:

– regulating transformers with very low impedance that depend on the impedance of directly

connected apparatus to limit overcurrents;

– unit generator transformers susceptible to high overcurrents produced by connection of

the generator to the system out of synchronism;
– transformers directly connected to rotating machines, such as motors or synchronous
condensers, that can act as generators to feed current into the transformer under system
fault conditions;
– special transformers and transformers installed in systems characterized by high fault
rates; see 3.2.6;
– operating voltage higher than rated maintained at the unfaulted terminal(s) during a fault
condition.
3.2.1.2 Current limitations concerning booster transformers
When the combined impedance of the booster transformer and the system result in short-
circuit current levels for which the transformer cannot feasibly or economically be designed to
withstand, the manufacturer and the purchaser shall mutually agree on the maximum allowed
overcurrent. In this case, provision should be made by the purchaser to limit the overcurrent
to the maximum value determined by the manufacturer and stated on the rating plate.
3.2.2 Transformers with two separate windings
3.2.2.1 For the purpose of this standard, three categories for the rated power of three-phase
transformers or three-phase banks are recognized:
– category I: up to 2 500 kVA;
– category II: 2 501 kVA to 100 000 kVA;
– category III: above 100 000 kVA.
3.2.2.2 In the absence of other specifications, the symmetrical short-circuit current (r.m.s.
value, see 4.1.2) shall be calculated using the measured short-circuit impedance of the
transformer plus the system impedance.

For transformers of category I, the contribution of the system impedance shall be neglected in
the calculation of the short-circuit current if this impedance is equal to or less than 5 % of the
short-circuit impedance of the transformer.
The peak value of the short-circuit current shall be calculated in accordance with 4.2.3.
3.2.2.3 Commonly recognized minimum values for the short-circuit impedance of
transformers at rated current (principal tapping) are given in table 1. If lower values are
required, the ability of the transformer to withstand short circuit shall be subject to agreement
between the manufacturer and the purchaser.

– 12 – 60076-5 © CEI:2000
Tableau 1 – Valeurs minimales caractéristiques d'impédances de court-circuit

de transformateurs à deux enroulements séparés

Impédance de court-circuit à courant assigné

Puissance assignée Impédance de court-circuit minimale

kVA %
Jusqu'à 630 4,0
631 à 1 250 5,0
1 251 à 2 500 6,0
2 501 à 6 300 7,0
6 301 à 25 000 8,0
25 001 à 40 000 10,0
40 001 à 63 000 11,0
63 001 à 100 000 12,5
Au-dessus de 100 000 >12,5
NOTE 1 Pour les puissances nominales supérieures à 100 000 kVA, les valeurs font
généralement l'objet d'un accord entre le constructeur et l'acheteur.
NOTE 2 Dans le cas d'éléments monophasés destinés à constituer un groupe triphasé, les
valeurs de puissance nominale s'entendent comme étant celles du groupe triphasé.
3.2.2.4 Il convient que la puissance apparente de court-circuit du réseau à l'endroit où est
installé le transformateur soit spécifiée par l'acheteur dans son appel d'offres pour permettre
de trouver la valeur du courant de court-circuit symétrique à prendre en compte dans le calcul
et dans les essais.
Si le niveau de la puissance de court-circuit n'est pas spécifié, on doit utiliser les valeurs
données au tableau 2.
Tableau 2 – Puissance apparente de court-circuit du réseau
Tension la plus élevée Puissance apparente de court-circuit
du réseau, U
m
MVA
kV
Pratique européenne Pratique nord-américaine
courante courante
7,2; 12; 17,5 et 24 500 500
36 1 000 1 500
52 et 72,5 3 000 5 000
100 et 123 6 000 15 000
145 et 170 10 000 15 000
245 20 000 25 000
300 30 000 30 000
362 35 000 35 000
420 40 000 40 000
525 60 000 60 000
765 83 500 83 500
NOTE Si ce n'est pas spécifié, il convient de considérer une valeur entre 1 et 3 pour le rapport entre
l'impédance homopolaire et l'impédance directe du réseau.
3.2.2.5 Pour les transformateurs à deux enroulements séparés, seul le court-circuit triphasé
est normalement pris en compte car il est considéré comme couvrant de manière adéquate
tous les autres types de défauts possibles (exception faite du cas spécial traité dans la note
de 3.2.5).
NOTE Dans le cas de l'enroulement zigzag, le courant de défaut phase-terre peut atteindre des valeurs
supérieures à celle d'un courant de court-circuit triphasé. Cependant, ces fortes valeurs sont limitées dans les
deux phases concernées, à la moitié de la bobine et, de plus, les courants dans les autres enroulements montés
en étoile sont inférieurs à ceux du courant de court-circuit triphasé. Les risques électrodynamiques de
l'enroulement peuvent être soit en triphasé, soit en monophasé en fonction de la technologie des enroulements. Il
est recommandé que le constructeur et l'acheteur se mettent d'accord sur le type de court-circuit à prendre en
considération.
60076-5 © IEC:2000 – 13 –
Table 1 – Recognized minimum values of short-circuit impedance

for transformers with two separate windings

Short-circuit impedance at rated current

Rated power Minimum short-circuit impedance

kVA %
Up to 630 4,0
631 to 1 250 5,0
1 251 to 2 500 6,0
2 501 to 6 300 7,0
6 301 to 25 000 8,0
25 001 to 40 000 10,0
40 001 to 63 000 11,0
63 001 to 100 000 12,5
Above 100 000 >12,5
NOTE 1 Values for rated power greater than 100 000 kVA are generally subjected to agree-
ment between manufacturer and purchaser.
NOTE 2 In case of single-phase units connected to form a three-phase bank, the value of
rated power applies to three-phase bank rating.
3.2.2.4 The short-circuit apparent power of the system at the transformer location should be
specified by the purchaser in his enquiry in order to obtain the value of the symmetrical short-
circuit current to be used for the design and tests.
If the short-circuit apparent power of the system is not specified, the values given in table 2
shall be used.
Table 2 – Short-circuit apparent power of the system
Highest voltage for equipment, U Short-circuit apparent power
m
kV MVA
Current European practice Current North American
practice
7,2; 12; 17,5 and 24 500 500
36 1 000 1 500
52 and 72,5 3 000 5 000
100 and 123 6 000 15 000
145 and 170 10 000 15 000
245 20 000 25 000
300 30 000 30 000
362 35 000 35 000
420 40 000 40 000
525 60 000 60 000
765 83 500 83 500
NOTE If not specified, a value between 1 and 3 should be considered for the ratio of zero-sequence to
positive-sequence impedance of the system.
3.2.2.5 For transformers with two separate windings, normally only the three-phase short
circuit is taken into account, as the consideration of this case is substantially adequate to
cover also the other possible types of fault (exception is made in the special case considered
in the note to 3.2.5).
NOTE In the case of winding in zigzag connection, the single-line-to-earth fault current may reach values higher
than the three-phase short-circuit current. However, these high values are limited, in the two limbs concerned, to a
half of the coil and furthermore the currents in the other star-connected winding are lower than for a three-phase
short circuit. Electrodynamic hazard to the winding assembly may be higher either at three- or single-phase short
circuit depending on the winding design. The manufacturer and the purchaser should agree which kind of short
circuit is to be considered.
– 14 – 60076-5 © CEI:2000
3.2.3 Transformateurs à plus de deux enroulements et autotransformateurs

Les surintensités dans les enroulements, y compris les enroulements de stabilisation et les

enroulements auxiliaires, doivent être déterminées à partir des impédances du transformateur

et de celles du ou des réseaux. Il doit être tenu compte des différentes sortes de défauts

pouvant intervenir en service sur le réseau, par exemple des défauts phase-terre et des

défauts entre phases, associés aux conditions de mise à la terre du réseau et du

transformateur en question; voir CEI 60076-8. Les caractéristiques de chaque réseau (au

moins le niveau de la puissance apparente de court-circuit et la gamme dans laquelle est

compris le rapport entre l'impédance homopolaire et l'impédance directe) doivent être
spécifiées par l'acheteur dans son appel d'offres.

Les enroulements de stabilisation couplés en triangle des transformateurs triphasés doivent
pouvoir résister aux surintensités résultant des différentes possibilités de défauts de réseau
qui peuvent survenir en service avec les conditions de mise à la terre concernées.
Dans le cas de transformateurs monophasés raccordés de manière à constituer un groupe
triphasé, les enroulements de stabilisation doivent pouvoir supporter un court-circuit à leurs
bornes, à moins que l'acheteur n'ait spécifié que des précautions spéciales seront prises pour
éviter tout court-circuit entre phases.
NOTE Il peut ne pas être économique de dimensionner les enroulements auxiliaires pour résister à un court-
circuit à leurs bornes. Dans un tel cas, il faut que le niveau des surintensités soit limité par des moyens appropriés
tels que des bobines d'inductances série ou, dans certains cas, des fusibles. Il faut veiller à se prémunir contre les
défauts dans la zone comprise entre le transformateur et l'appareillage de protection.
3.2.4 Transformateurs survolteurs
Les impédances des transformateurs survolteurs peuvent être très faibles et, par conséquent,
les surintensités dans les enroulements sont déterminées principalement par les
caractéristiques du réseau à l'endroit où est installé le transformateur. Ces caractéristiques
doivent être spécifiées par l'acheteur dans son appel d'offres.
Si un transformateur survolteur est directement associé à un transformateur dans le but de
l'amplification de tension et/ou la variation de phase, il doit être capable de résister aux
surintensités résultant de l'impédance combinée des deux machines.
3.2.5 Transformateurs directement associés à d'autres appareils
Lorsqu'un transformateur est directement associé à d'autres appareils dont l'impédance
limiterait le courant de court-circuit, on peut prendre en compte, après accord entre le
constructeur et l'acheteur, la somme des impédances du transformateur, du réseau et des
appareils directement associés.

Cela s'applique, par exemple, aux transformateurs de centrale si le raccordement entre
l'alternateur et le transformateur est exécuté de telle sorte que la possibilité d'un défaut entre
phases ou entre deux phases et la terre se produisant à cet endroit soit négligeable.
NOTE Si le raccordement alternateur-transformateur est fait de cette façon, les conditions de court-circuit les plus
sévères peuvent apparaître dans le cas d'un transformateur de centrale à couplage étoile-triangle avec neutre à la
terre, lorsqu'un défaut phase-terre se produit sur le réseau raccordé à l'enroulement connecté en étoile ou dans le
cas d'une non-synchronisation des phases.

60076-5 © IEC:2000 – 15 –
3.2.3 Transformers with more than two windings and auto-transformers

The overcurrents in the windings, including stabilizing windings and auxiliary windings, shall

be determined from the impedances of the transformer and the system(s). Account shall be

taken of the different forms of system faults that can arise in service, for example line-to-earth

faults and line-to-line faults associated with the relevant system and transformer earthing

conditions; see IEC 60076-8. The characteristics of each system (at least the short-circuit

apparent power level and the range of the ratio between zero-sequence impedance and

positive-sequence impedance) shall be specified by the purchaser in his enquiry.

Delta-connected stabilizing windings of three-phase transformers shall be capable of

withstanding the overcurrents resulting from different forms of system faults that can arise in
service associated with relevant system earthing conditions.
In the case of single-phase transformers connected to form a three-phase bank, the
stabilizing winding shall be capable of withstanding a short-circuit on its terminals, unless
the purchaser specifies that special precautions will be taken to avoid the risk of line-to-line
short circuits.
NOTE It may not be economical to design auxiliary windings to withstand short circuits on their terminals. In such
cases, the overcurrent level must be limited by appropriate means, such as series reactors or, in some instances,
fuses. Care must be taken to guard against faults in the zone between the transformer and the protective
apparatus.
3.2.4 Booster transformers
The impedance of booster transformers can be very low and, therefore, the overcurrents in
the windings are determined mainly by the characteristics of the system at the location of the
transformer. These characteristics shall be specified by the purchaser in his enquiry.
If a booster transformer is directly associated to a transformer for the purpose of voltage
amplitude and/or phase variation, it shall be capable of withstanding the overcurrents
resulting from the combined impedance of the two machines.
3.2.5 Transformers directly associated with other apparatus
Where a transformer is directly associated with other apparatus, the impedance of which
would limit the short-circuit current, the sum of impedance of the transformer, the system and
the directly associated apparatus may, by agreement between the manufacturer and the
purchaser, be taken into account.
This applies, for example, to unit generator transformers if the connection between generator
and transformer is constructed in such a way that the possibility of line-to-line or double-earth
faults in this region is negligible.

NOTE If the connection between generator and transformer is constructed in this way, the most severe short-
circuit conditions may occur, in the case of a star/delta-connected unit generator transformer with earthed neutral,
when a line-to-earth fault occurs on the system connected to the star-connected winding, or in the case of
out-of-phase synchronization.
– 16 – 60076-5 © CEI:2000
3.2.6 Transformateurs spéciaux et transformateurs installés dans des réseaux
caractérisés par un fort taux de défaut

La tenue d'un transformateur à de fréquentes surintensités provenant des conditions

d'exploitation ou d'une utilisation particulière (par exemple les transformateurs de four ou les

transformateurs fixes alimentant des appareils de traction) doit faire l'objet d'un accord entre

le constructeur et l'acheteur. L'acheteur doit informer à l'avance le constructeur des

conditions attendues de tout fonctionnement anormal.

3.2.7 Dispositif de changement de prises

Lorsque le transformateur en est muni, le dispositif de changement de prises doit être capable
de supporter les mêmes surintensités dues aux courts-circuits que les enroulements. Il n'est
toutefois pas requis que le changeur de prise en charge soit en mesure de commuter le
courant de court-circuit.
3.2.8 Borne neutre
La borne neutre des enroulements connectés en étoile ou en zigzag doit être conçue pour la
surintensité la plus élevée qui peut la traverser.
4 Démonstration de la tenue au court-circuit
Les prescriptions de cet article s'appliquent tant aux transformateurs immergés dans l'huile
qu'aux transformateurs de type sec, tels qu'ils sont spécifiés respectivement dans la
CEI 60076-1 et la CEI 60726.
4.1 Tenue thermique au court-circuit
4.1.1 Généralités
Selon la présente norme, la tenue thermique au court-circuit doit être démontrée par le calcul.
Ce calcul doit être réalisé conformément aux exigences de 4.1.2 à 4.1.5.
4.1.2 Valeur du courant de court-circuit symétrique I
Pour les transformateurs triphasés avec deux enroulements séparés, la valeur efficace du
courant de court-circuit symétrique I doit être calculée comme suit:
, = (kA) (1)
3 ×()= +=
t s
où
Z est l'impédance de court-circuit du réseau.
s
U
s
Z = , en ohms par phase (équivalent du montage étoile); (2)
s
S
où
U est la tension assignée du réseau, en kilovolts (kV);
s
S est la puissance apparente de court-circuit du réseau, en mégavoltampères (MVA).
U et Z sont définies comme suit:
t
60076-5 © IEC:2000 – 17 –
3.2.6 Special transformers and transformers to be installed in systems
characterized by high fault rates

The ability of the transformer to withstand frequent overcurrents, arising from the particular

application (for example, arc furnace transformers and stationary transformers for traction

systems), or the condition of operation (for example, high number of faults occurring in the

connected system(s)), shall be subjected to special agreement between the manufacturer and

the purchaser. Notice of any abnormal operation conditions expected in the system(s) shall be

given by the purchaser to the manufacturer in advance.

3.2.7 Tap-changing equipment
Where fitted, tap changing equipment shall be capable of carrying the same overcurrents due
to short-circuits as the windings. However, the on-load tap-changer is not required to be
capable of switching the short-circuit current.
3.2.8 Neutral terminal
The neutral terminal of windings with star or zigzag connection shall be designed for the
highest overcurrent that can flow through this terminal.
4 Demonstration of ability to withstand short circuit
The requirements of this clause apply to both oil-immersed and dry-type transformers as
specified in IEC 60076-1 and IEC 60726, respectively.
4.1 Thermal ability to withstand short circuit
4.1.1 General
According to this standard, the thermal ability to withstand short circuit shall be demonstrated
by calculation. This calculation shall be carried out in accordance with the requirements
of 4.1.2 to 4.1.5.
4.1.2 Value of symmetrical short-circuit current I
For three-phase transformers with two separate windings, the r.m.s. value of the symmetrical
short-circuit current I shall be calculated as follows:
, = (kA) (1)
3 ×()= +=
t s
where
Z is the short-circuit impedance of the system.
s
U
s
Z = , in ohms per phase (equivalent star connection) (2)
s
S
where
U is the rated voltage of the system, in kilovolts (kV);
s
S is the short-circuit apparent power of the system, in megavoltamperes (MVA).
U and Z are defined as follows:
t
– 18 – 60076-5 © CEI:2000
a) pour la prise principale:
U est la tension assignée U de l'enroulement considéré, en kilovolts;

r
Z est l'impédance de court-circuit du transformateur ramenée à l'enroulement considéré;
t
elle est calculée comme suit:
z × U
t r
1)
Z = en ohms (Ω) par phase (équivalent du montage étoile) (3)
t
100 × S
r
où
z est l'impédance de court-circuit mesurée à courant et fréquence assignés pour

t
l'enroulement principal et pour la température de référence, exprimée en pour-cent;
S est la puissance assignée du transformateur, en mégavoltampères;
r
b) pour les prises autres que la prise principale:
2)
U est, sauf spécification contraire, la tension de prise de l'enroulement en question
pour la connexion considérée, en kilovolts;
Z est l'impédance de court-circuit du transformateur ramenée à l'enroulement et à la
t
prise considérée, en ohms par phase.
Pour les transformateurs ayant plus de deux enroulements, les autotransformateurs, les
transformateurs survolteurs et les transformateurs directement associés à d'autres appareils,
les surintensités sont calculées suivant 3.2.3, 3.2.4 ou 3.2.5, selon ce qu
...