TRAVAUX PRATIQUES DE PHYSIQUE, STS GENIE ELECTROTECHNIQUE 2° ANNEE SERIE 1 TP 6 ETUDE DE DEUX TRANSFORMATEURS EN PARALLELE. Situation : Quand la puissance demandée à un transformateur atteint la limite de sa puissance nominale, une extension de l'installation peut être résolue par la mise en parallèle d'un nouveau transformateur avec le transformateur existant. Objectif : Nous étudierons la répartition des puissances en fonction des paramètres des transformateurs afin de justifier les conditions de marche en parallèle données par les constructeurs. -1- PREPARATION. Le modèle de transformateur donné par Psim concerne un transformateur parfait. Les dipôles placés en sortie modélisent l’impédance de sortie Zs: Rs et Xs. -11- Préparation théorique : Deux Transformateurs mis en parallèle. -111- Rappeler les conditions idéales de régulation de marche de deux transformateurs monophasés mis en parallèle. -112- Donner le schéma des 2 transformateurs en parallèle (transformateur 1 : indice 1). Dans le cas de deux transformateurs de même tension à vide, écrire la loi des mailles et en déduire la relation liant is1, is2, Zs1 et Zs2. -113- Faire un schéma de montage vu de la sortie des2 transformateurs (même tension à vide). A l'aide du diviseur de courant, déduire la relation liant is1 à is, Zs1, Zs2 et la relation liant is2 à is, Zs1, Zs2 -12- Préparation des mesures. -121- Proposer une méthode expérimentale permettant de repérer les bornes homologues d’un transformateur afin d'assurer la mise en parallèle. -122- Rappeler les essais à réaliser et les formules pour déterminer le modèle équivalent d'un convertisseur alternatif-alternatif (dans notre cas pour un transformateur ou l’association parallèle de deux transformateurs). -123- Préparer les tableaux de mesures du -2-. -13- Simulation. Lancer la simulation "bornes homologues fausses" et mesurer le courant maximal parcourant les enroulements secondaires des deux transformateurs. Refaire la simulation avec les bornes homologues ‘’justes’’. Comparer et conclure. Série 1 TP 6 ETUDE DE DEUX TRANSFORMATEURS EN PARALLELE Page 1 sur 3 -2- PARTIE EXPERIMENTALE, MESURES. -21- Modélisation des deux transformateurs (méthode de Kapp). Déterminer par des essais à puissance réduite les schémas équivalents des deux transformateurs pris séparément puis le schéma équivalent du transformateur équivalent aux deux précédents mis en parallèle. impédances internes Transformateur Rs Tension à vide Xs Uo N°1 N°2 N°1 // N°2 -22- Marche en parallèle. -221- Mesurer le courant circulant dans les secondaires lorsque l'ensemble est à vide (pas de charge). -221- Mettre en parallèle les deux transformateurs puis les faire débiter dans une charge suffisante de facteur de puissance égal à 1. -223- Relever les courants débités par les transformateurs, le courant absorbé par la charge et la tension aux bornes de la charge. Transformateurs en parallèle Is Chute de tension mesurée Chute de tension calculée Charge variable de facteur de puissance 1 Is Is1 Is2 100.(S1/S1n) 100 (S2/S2n) A compléter suivant le nombre de mesures. A compléter suivant le nombre de mesures. -224- Tracer sur le même graphe les courbes Is1 = f(Is) et Is2 =g(Is). -225- Tracer la courbe Vs=f(Is). -3- INTERPRETATIONS. -31- Comparer les impédances internes du transformateur parallèle équivalent avec les impédances de chaque transformateur. Comment peut-on expliquer la différence des valeurs numériques des réactances Xs des deux transformateurs proposés ? -32- Ouvrir le fichier Psim "transfo parall" et remplacer les valeurs des impédances et des rapports de transformation par celles trouvées -21-. Simuler un fonctionnement à vide puis pour 3 autres points sur une charge de facteur de puissance 1. Placer ces points sur les courbes du -225-. Série 1 TP 6 ETUDE DE DEUX TRANSFORMATEURS EN PARALLELE Page 2 sur 3 -4- CONCLUSIONS. -41- Quel transformateur atteint le premier sa puissance apparente nominale? Expliquer comment on peut le prédéterminer. -42- A l'aide de l'extrait du guide technique GECALSTHOM déterminer en pourcentage les sous-charge et surcharge de chacun des transformateurs si l'on veut que l'ensemble en parallèle transite une puissance apparente égale à la somme des puissances apparentes nominales de chacun des transformateurs. (NB: la notation P du guide signifie puissance assignée, unité le kVA, nous la notons d'habitude S). Série 1 TP 6 ETUDE DE DEUX TRANSFORMATEURS EN PARALLELE Page 3 sur 3