monophasé.

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1 1 5.1- Constitution 5.2- Couplage des enroulements 5.3- Rapport de transformation et indice horaire 5.4- Couplage ZigZag COURS 05 5.5 - Schéma monophasé équivalent 5.6 - Caractéristiques en charge Transformateurs Triphasés Chapitre 5- Transformateurs Triphasés 5.7 - Charge monophasée au secondaire Page 14

2 2 Il est possible d ’utiliser 3 transformateurs monophasés identiques Les flux magnétiques  1,  2,  3 sont distincts et indépendants on dit qu ’il s ’agit d ’un transformateur triphasé à flux libres 5.1-Constitution Transformateurs Triphasés Primaire en étoile secondaire Page 14

3 3 5.1-Constitution Transformateurs Triphasés On dit qu ’il s ’agit d ’un transformateur à flux forcés Circuit magnétique triphasé à trois noyaux. BT HT On utilise souvent des circuits magnétiques à 3 noyaux, même si les tensions appliquées ne forment pas un système triphasé équilibré, on a obligatoirement : Page 14

4 4 On utilise parfois des circuits magnétiques à 5 noyaux. Les 2 noyaux latéraux supplémentaires non bobinés forment un passage de réluctance faible pour le flux total, ce qui restitue une certaine indépendance aux flux  1,  2,  3 11 22 33 5.1-Constitution Transformateurs Triphasés Page 14

5 5 L ’association d ’un mode de connexion du primaire avec un mode de connexion du secondaire caractérise un couplage du transformateur (Y Y par exemple). Pour représenter le schéma d ’un transformateur triphasé, on établit les conventions suivantes, on note par : A, B, C les bornes du primaire a, b, c les bornes du secondaire 3.2- Couplage des enroulements Transformateurs Triphasés Page 14

6 6 5.2- Couplage des enroulements Transformateurs Triphasés Page 14 Couplage étoile étoile Il permet la sortie du point neutre très utile en B.T.

7 7 5.2- Couplage des enroulements Transformateurs Triphasés A C B Couplage en triangle Les trois enroulements sont en série, pas de conducteur neutre. Page 14

8 8 5.2- Couplage des enroulements Transformateurs Triphasés Chaque enroulement comprend une demie bobine sur des noyaux différents. Les f.é.m. sont déphasées de 120° électriques. Avec ce type de couplage on obtient une meilleure répartition des tensions en cas de réseau déséquilibré côté B.T. Couplage zig - zag Page 14

9 9 5.2- Couplage des enroulements Transformateurs Triphasés Couplage étoile zig - zag a b c A B C Page 14

10 10 5.3- Rapport de transformation et indice horaire Transformateurs Triphasés Le rapport de transformation m est le rapport entre la tension secondaire à vide U 20 (ou V 20 )et la tension primaire U 1 (ou V 1 ) Rapport de transformation Page 14

11 11 Indice horaire A partir du couplage des enroulements primaire et secondaire du transformateur triphasé, il est possible de trouver son rapport de transformation et son indice horaire. On considère chaque noyau et les enroulements qu ’il porte comme un transformateur monophasé parfait puis on écrit la relation entre les tensions primaire et secondaire 5.3- Rapport de transformation et indice horaire Page 14

12 12 Indice horaire Selon le couplage choisi, le déphasage entre tensions phase-neutre homologues (V an et V AN par ex) est imposé. En triphasé, les déphasages obtenus sont nécessairement des multiples entiers de 30° (  /6). 5.3- Rapport de transformation et indice horaire Page 14

13 13 Indice horaire En posant  l ’angle entre V an et V AN, l ’indice horaire est donc le nombre entier n tel que  = n.  /6, avec  positif, V an étant toujours prise en retard sur V AN.  varie de 0 à 330°, donc n varie de 0 à 11 V AN = aiguille des minutes placée sur 12 V an = aiguille des heures placée sur n 5.3- Rapport de transformation et indice horaire Page 14

14 14 Indice horaire Transformateurs Triphasés 5.3- Rapport de transformation et indice horaire Si OA est la grande aiguille (minutes) d ’une montre, o a la petite aiguille (heures)de cette montre, ici la montre affiche 6 heures, d ’où Yy 6. A B C a b c Page 14

15 15 5.3- Rapport de transformation et indice horaire EXO 17 Transformateurs Triphasés Page 15 A C B a b c

16 16 5.3- Rapport de transformation et indice horaire EXO 17 Transformateurs Triphasés Page 15 a b c A C B

17 17 5. 4- Couplage zigzag EXO 18 Transformateurs Triphasés a b c A B C

18 18 5. 4- Couplage zigzag EXO 18 Transformateurs Triphasés Page 15 A B C

19 19 5.5 Schéma équivalent au transformateur dans l ’hypothèse de Kapp Pertes fer Puissance magnétisante Transformateurs triphasés Page 16

20 20 5.5 Schéma équivalent Transformateurs Triphasés Page 16

21 21 5.6- Chute de tension au secondaire soit Fonctionnement en charge Page32 Page 16

22 22 5.6 Fonctionnement en charge Le rendement Transformateurs Triphasés Page 16

23 23 5.7 Charge monophasé au secondaire Transformateurs Triphasés Page 16 Exo 19 C B A N a N Charge b c

24 24 5.7 Charge monophasé au secondaire Exo 19 On trouve: Transformateurs Triphasés Page 16 a b c a C B A b c

25 25 5.7 Charge monophasé au secondaire Exo 19 On trouve: Transformateurs Triphasés Page 16 A B C

26 26 ASPECTS TECHNIQUES Surintensité lors de mise sous tension Le cas le plus défavorable est l ’enclenchement sous tension nulle u i La forme de ce courant résulte de la courbe du flux magnétique à partir des valeurs de la tension appliquée.

27 27 ASPECTS TECHNIQUES Section des colonnes Circuit magnétique Son rôle essentiel est de canaliser le flux et de présenter le minimum de pertes par hystérésis et courant de Foucault. Section carré Section à 1 gradin Section à 2 gradin Pour avoir une meilleure utilisation du fer on se rapproche d ’une section circulaire, en utilisant des architectures en gradins.

28 28 ASPECTS TECHNIQUES Bobinage des enroulements 1 Enroulement BT prés du fer disposé sur un cylindre isolant 2 Enroulement HT à l ’extérieur pour faciliter l ’isolation. Bobinage concentrique 1 3 2 3 Cylindres isolants servant d ’isoler et du support aux bobinages.

29 29 ASPECTS TECHNIQUES Bobinage des enroulements Bobinage mixte 1 2 3 1 2 3 Enroulement BT en tonneau Enroulement HT en galette Séparations isolantes

30 30 ASPECTS TECHNIQUES Bobinage des enroulements Bobinage alterné en galette 2 1 1 Galettes BT Galettes HT 2 Les galettes HT et BT sont alternés, l ’empilage est terminé par les galettes BT plus facile à isoler du circuit magnétique

31 31 ASPECTS TECHNIQUES NORMALISATION 1 ére lettre: Nature du diélectrique O: Huile minérale; L: Diélectrique chloré; G: Gaz A: Air; S: Isolant solide. 2 éme lettre: Mode de circulation du diélectrique N: Nature; F: Forcé; D: Forcé et dirigé dans les enroulements. 3 éme lettre: Agent extérieur de refroidissement 4 éme lettre: Mode de circulation de l ’agent de refroidissement.

32 32 ASPECTS TECHNIQUES

33 33 Transformateur d ’interconnexion de réseau ASPECTS TECHNIQUES

34 34 Circuit magnétique de transformateur triphasé à 3 colonnes ASPECTS TECHNIQUES

35 35 Circuit magnétique de transformateur à 5 colonnes 450 MVA, 18/161 kV ASPECTS TECHNIQUES

36 36 Transformateur triphasé 450 MVA, 380 kV ASPECTS TECHNIQUES

37 37 Transformateur triphasé 250 MVA, 735 kV ASPECTS TECHNIQUES

38 38 15 MVA, 11000V/2968V, Dy1/Dd0, 50 Hz, 30 tonnes ASPECTS TECHNIQUES

39 39 Exercice 230 V / 24 V - 50 Hz - 1000 VA. 25.44 V Un essai en court-circuit est réalisé sous tension réduite et on mesure au primaire : 13.11 V – 3.7 A – 21.68 W

40 40 Exercice b) Déterminez l’expression de chaque élément du schéma équivalent et calculez sa valeur.

41 41 Corrigé a)SCHEMA EQUIVALENT SIMPLIFIE DU TRANSFORMATEUR

42 42 Corrigé LES ELEMENTS DU SCHEMA EQUIVALENT DU TRANSFORMATEUR

43 43 Corrigé LES ELEMENTS DU SCHEMA EQUIVALENT DU TRANSFORMATEUR

44 44 Corrigé

45 45 Corrigé

46 46 Corrigé

47 47 Corrigé

48 48