Transformateurs statiques triphasés

Transformateurs statiques triphasés
Plan du cours
• Constitution
• Branchement des enroulements
• Couplage - indice horaire
Constitution et principe des machines - durée 2h - G. Clerc
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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et
a
c
m=
b
c
C
N2
3 N1
B
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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.
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Fin du chapître
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