Transformateurs statiques triphasés Plan du cours • Constitution • Branchement des enroulements • Couplage - indice horaire Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 1 Transformateurs statiques triphasés Constitution •A flux indépendants Trois transformateurs monophasés sont utilisés. Les primaires peuvent être couplés en triangle ou en étoile. Les secondaires peuvent être couplés en triangle ou en étoile. Utilisation : haute tension Inconvénient : quantité de fer installé, encombrement, poids Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 2 Transformateurs statiques triphasés •A flux triphasés Circuit magnétique cuirassé aa' A A' bb' B B' cc' Circuit magnétique à Circuit magnétique à cinq colonnes trois colonnes A A' B B' b b' C C' c c' A A' a a' B B' b b' C C' c c' CC' D Φ A + ΦB + ΦC ≠ 0 a a' E Φ A + ΦB + ΦC = ΦE + ΦD Les circuits magnétiques Le flux magnétique de Φ N = ΦE + ΦD sont presque retour indépendants. dans les colonnes sans bobinage est faible devant celui d’une des colonne bobinées. Φ A + ΦB + ΦC = 0 Puisqu’il n’y a pas de colonne de retour, on a nécessairement Φ A + ΦB + ΦC = 0 Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 3 Transformateurs statiques triphasés Branchement des enroulements Représentation Par convention : Tous les enroulements sur la même verticale, sont bobinés sur la même colonne. Les lettres minuscules désignent le coté basse tension et les lettres majuscules désignent le coté haute tension. α' β' Vα γ' V γ β α a Enroulements Basse Tension V β γ b c Bornier A B C VA VB VC A' B' C' Enroulements Haute T ension Colonnes Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 4 Transformateurs statiques triphasés Connexion Ä au primaire Soit en étoile (les bornes A’, B’, C’ sont reliés ensemble) => notation Y Soit en triangle (on relie A’ à B, B’ à C et C’ à A ou on relie A’ à C, B’ à A et C’ à B) => notation D Ä au secondaire Le tableau résument quelques exemples : Etoile y Triangle d α' β' γ' α β γ a b α' c β' a α' γ' β α Zig Zag z γ γ b β' γ' α β c α β a γ b c Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 5 Transformateurs statiques triphasés Rapport de transformation m= Van 0 V AN = U ab 0 U AB Il dépend du nombre de spires et des connexions au primaire et au secondaire. Etude du transformateur en charge Tous les résultats du transformateur monophasé relatifs au diagramme de Kapp et à la chute de tension au secondaire, pour le transformateur en charge s’appliquent à chaque enroulement secondaire. Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 6 Transformateurs statiques triphasés Couplage - indice horaire Couplage On appelle couplage d’un transformateur triphasé l’association des deux types de branchement au primaire et au secondaire. Yy étoile étoile Yz étoile zig-zag Yd étoile triangle Dy triangle étoile Dz triangle zig-zag Indice horaire L’indice horaire mesure le déphasage entre Van et VAN. En posant θ = (Van , V AN ) , l’indice horaire est le nombre entier n tel que θ = n r r π , avec θ positif avec V an pris en retard sur VAN. 3 Il correspond à l’indication de l’heure où VAN serait assimilé à l’aiguille des minutes placée sur 0 et Van à celle des heures placée sur n. Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 7 Transformateurs statiques triphasés Calcul de l ’indice horaire Yd11 α' β' Vα α γ' V β V γ β a b γ A B C VA VB VC A' B' C' A 11 et a c m= b c C N2 3 N1 B Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 8 Transformateurs statiques triphasés Calcul du rapport de transformation pour le couplage Yd dΦ VAN est proportionnel à N1 : V AN = N1 dt dΦ Uab est proportionnel à N 2 : U ab = N2 dt Donc U ab N V = 2 ⇒ ab = V AN N1 V AN N2 3 N1 Couplage de transformateurs en parallèle Les deux transformateurs doivent posséder le même rapport de transformation et le même indice horaire. Les courants débités par chaque transformateur doivent être dans le rapport de leur puissance apparente nominale ce qui exige qu’ils aient la même tension de court-circuit. Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 9 Transformateurs statiques triphasés Fin du chapître Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc 10