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Travaux
dirigés
Le transformateur triphasé
BTS Maintenance
Industrielle
Exercice n°1 :
Un courant triphasé équilibré alimente un transformateur triphasé dont le primaire est couplé en étoile.
On veut mesurer le courant à vide et les pertes à vide par la méthode des deux wattmètres.
L'essai à vide donne :
-tension primaire U10 = 380 V
-indications des wattmètres : P1 = 93 W, P2 = - 53 W
1) Représenter un schéma du montage permettant la mesure de la puissance par la méthode des deux wattmètres.
2) Déterminer :
-la puissance active absorbée
-la puissance réactive consommée
-le facteur de puissance
-le courant dans un fil de ligne et dans un enroulement.
3) La résistance entre phases au primaire est : R = 0,8 Ω; Calculer :
-la résistance d'un enroulement
-la puissance perdue par effet Joule lors de l'essai à vide pour le système triphasé.
4) Déduire des questions précédentes les pertes dans le fer.
Exercice n°2 :
Son couplage est triangle étoile ∆y. Chaque colonne du transformateur porte un enroulement primaire de
N1 spires et un enroulement secondaire de N2 spires.
II.1. Compléter le document réponse 2 pour satisfaire ce couplage.
II.2. On effectue un essai à vide sous tension nominale. La puissance absorbée, mesurée par la méthode
des deux wattmètres donne les résultats suivants :
l'un indique Pl = 8,8 W ; l'autre P2 = 2,4 W.
a)
quelle est la puissance active absorbée à vide ? que représente t- elle ?
b)
calculer la puissance réactive absorbée.
c)
quel est le facteur de puissance à vide ?
d)
Donner le schéma de montage : éléments utilisés et appareils de mesure nécessaires.
II.3. Quel essai reste-t-il à faire (identique à celui effectué dans le cas d'un transformateur monophasé)
pour pouvoir déterminer le rendement de ce transformateur par la méthode des pertes séparées ?
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Le transformateur triphasé
Exercice n°3 :
MT
BT
MCC
DT
F
Commande
Régulation
fig. l
Un système comprend les éléments suivants :
- un transformateur triphasé.
- un filtre d'harmoniques que l'on n'étudiera pas.
- un redresseur commandé et son système de commande associé à une boucle de
régulation
- un moteur à courant continu qui entraîne une charge à vitesse variable.
Transformateur d’alimentation :
Ce transformateur a ses enroulements
connectés comme indiqué sur la figure 3. Il
est alimenté par un système de tensions
triphasé équilibré direct. Les valeurs
efficaces des tensions composées valent
respectivement 10,0 kV au primaire et
450V au secondaire. On note N 1 le nombre
de spires d’un enroulement primaire et N 2
celui d’un enroulement secondaire. Ce
transformateur est supposé parfait.
N2
N1
A
a
B
b
C
c
Figure 3
Le transformateur convertit la moyenne tension en basse tension, il alimente divers
appareillages. Sa puissance nominale est de 100 kVA, le primaire est couplé en triangle et le
secondaire est couplé en étoile.
Les essais de ce transformateur ont donné les résultats suivants :
- à vide
Tension primaire nominale entre phases U1n = 20 kV, tension secondaire entre phases
U20 = 388 V.
- en court-circuit :
Le facteur de puissance primaire vaut cos ϕ1cc = 0,557 et les pertes par effet Joule valent
alors
PJcc = 4500 watts lorsque I2cc = I2n courant secondaire.
1 .1) Quels sont le rapport de transformation et le courant nominal secondaire ?
1.2) Déterminer les éléments Rs et Xs du schéma équivalent ramené au secondaire par phase.
1.3) Sous quelle tension primaire a été effectué cet essai en court-circuit ? Représenter le schéma de
principe du montage correspondant à cet essai et préciser comment déterminer le cos ϕicc.
1.4) On définit la puissance de court-circuit d'un transformateur comme étant la puissance apparente
qu'il absorberait sous tension nominale si le secondaire était en court-circuit. Quelle est la puissance
de court-circuit de ce transformateur ?
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Le transformateur triphasé