STI Génie Électrotechnique – Physique Appliquée –
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L’EUROSTAR
L’Eurostar est le TGV (train à grande vitesse) qui assure les liaisons Bruxelles-Londres et Paris-
Londres via le tunnel sous la manche.
Il est amené à circuler sur différents réseaux :
- en Belgique : réseau continu 3 kV ;
- en France et sur les lignes à grande vitesse : réseau sinusoïdal monophasé 25 kV, 50 Hz.
Chaque rame de l’Eurostar est motorisée par 12 moteurs asynchrones triphasés identiques et est
équipée de dispositifs d’alimentation permettant de circuler sur les différents réseaux.
(voir les figures 1a et 1b en annexe 1, page 6/10).
Partie A : Chaîne d’alimentation sous réseau 25 kV alternatif.
I. Etude du transformateur :
Le primaire du transformateur est alimenté à partir du réseau 25,0 kV, 50 Hz, monophasé.
Sa puissance apparente nominale est Sn = 1,25 MVA.
Le schéma du transformateur est donné sur la figure 2 en annexe 1, page 6/10.
Des essais ont donné les résultats suivants :
- essai à vide : au primaire, V10 = V1n = 25 kV et au secondaire V20 = 1,60 kV ;
- essai en court-circuit : V1cc = 8050 V, I2cc = 781 A, P1cc = 22,6 kW.
I-1. Quelle est la valeur du rapport de transformation m de ce transformateur ?
I-2. Calculer l’intensité I2n du courant nominal au secondaire.
On appelle Rs la résistance des enroulements ramenée au secondaire et Xs la réactance ramenée au
secondaire. Le schéma équivalent du transformateur ramené au secondaire est donné sur la figure 3
en annexe 1, page 6/10.
I-3. A partir de l’essai en court circuit :
I-3-1. déterminer la valeur Rs ;
I-3-2. calculer la valeur Zs de l’impédance ramenée au secondaire et en déduire celle de Xs.
I-4. Etude au fonctionnement nominal (V1 = V1n = 25 kV, I2n = 781 A)
La valeur de Rs est maintenant considérée comme négligeable devant Xs. On prendra Xs = 0,66 Ω.
Le facteur de puissance fp de la charge (inductive) vaut 0,96.
I-4-1. Déterminer graphiquement en réalisant une construction de Fresnel sur la copie, la
valeur efficace V2 de la tension aux bornes de la charge (Echelle : 1cm ↔100 V).
Rappel : V20 = 1,60 kV
I-4-2. En déduire la valeur de la chute de tension ΔV2 au secondaire du transformateur en
charge.
I-4-3. Calculer la puissance active P2 fournie à la charge.