Séquence N°1 1PEL_

Nom :

Le transformateur triphasé Date :

S0.3 : Machines électromagnétiques

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Vous devez choisir le transformateur.

>> EEttuuddiieerr llee mmaattéérriieell ::

1. Donnez le rôle du transformateur :

En effet, si S = U x I x √3 nous constatons que l'élévation de la tension d'alimentation, autorise la diminution de l'intensité du courant. Ce faisant, la puissance perdue par effet joule dont l'expression est : P = R x I² est réduite proportionnellement au carré du courant. C'est pour cette raison que la distribution de l’énergie électrique aux utilisateurs s’effectue à partir de postes de livraison alimentés en alternatif triphasé 50Hz, HTA, généralement de 20000V. Cette tension est transformée en triphasé avec neutre, BTA 230/400V.

2. Constitution

Les transformateurs sont constitués de 3 grandes parties :

1

2

3

1 2

Le circuit magnétique est feuilleté pour réduire les pertes par hystérésis et courant de Foucault.

(2) et de leurs éléments permettant de les raccorder aux réseaux HT et BT; leur fonction est :

de produire une induction alternative au primaire,

de créer une tension induite au secondaire en rapport avec le coefficient m de transformation,

d’assurer les liaisons électriques avec les réseaux extérieurs.

(3) qui a pour fonction :

de supporter l’ensemble et protéger les enroulements,

de permettre la fixation et la manutention,

d’assurer le refroidissement,

d’effectuer la surveillance et l’entretien.

5kV – 1000kW

63kV – 1000kW

115A Pertes ≈ 800 W

Pertes ≈ 5 W 9,16A

Environ 1 Km

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3. Symboles

Deux tensions à retenir :

U1n : tension nominale appliquée au primaire du transformateur

U20 : Tension à vide (lorsque rien n’est relié au secondaire) du transformateur Symbole électrique du transformateur

triphasé Symbole permettant de

représenter les couplages

Les lettres majuscules concernent la haute tension et les lettres minuscules concernent la basse tension.

Les lettres A,a B,b C,c et N,n correspondent aux extrémités des enroulements.

La lettre n représente le neutre au secondaire (si couplage étoile)

4. Rapport de transformation :

Le rapport de transformation est le rapport entre la tension U1n et U20 :

5. L’indice horaire

De part sa constitution, le transformateur va créer un déphasage entre les tensions primaires et les tensions secondaires. Ce déphasage indiqué dans le type du transformateur sous forme d’indice horaire.

Exemple : Indice horaire : 5 Cet indice indique que la tension simple primaire (VA) est déphasée de 5h (soit 150°) de la tension simple secondaire (Va) Note : Entre chaque heure, il y a un angle de 30°.

6. Groupes de couplage

Il existe plusieurs façons de coupler un enroulement de transformateur :

Co

up

lage

ET

OIL

E (Y

)

Co

up

lage

TR

IAN

GLE

(∆

)

Co

up

lage

ZI

GZA

G (

Z)

On utilise lorsque la tension entre phase est élevée,

On utilise lorsque le courant en ligne est important,

On utilise lorsque la charge est déséquilibrée (distribution urbaine) afin de mieux répartir ___________________ sur les 3 colonnes -> ce couplage n’a pas d’intérêt au primaire.

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Voici les couplages possibles :

7. Couplage en parallèle des transformateurs triphasés

Lorsque la puissance d’un transformateur de distribution est insuffisante, il est possible d’en mettre plusieurs en parallèle. Toutefois, il faut répondre aux conditions suivantes (données Schneider) :

Les couplages (triangle étoile, étoile zig-zag, etc.) des différents transformateurs aient des indices horaires compatibles

La différence entre les tensions obtenues au secondaire sur les divers appareils entre phases correspondantes ou entre ces phases et le neutre ne soit pas supérieure à 0,4 %.

8. Refroidissement des transformateurs.

Les transformateurs ne sont pas parfaits et, malgré un rendement très élevé, ont des pertes énergétiques qui se traduisent par un échauffement (pertes Joules, pertes fer, pertes par hystérésis). Les calories produites doivent être évacuée afin de ne pas dégrader le matériel. Une codification internationale a été mise en place afin de savoir quel type de refroidissement était employé.

1ère lettre 2ème lettre 3ème lettre 4ème lettre

Nature

du

diélectrique

Mode

de circulation

du diélectrique

Fluide

de

refroidissement

Mode

de circulation

du fluide

O Huile minérale N Naturel O Huile minérale N Naturel

L Diélectrique

chloré F Forcé L

Diélectrique

chloré F Forcé

D

Forcé et dirigé

dans les

enroulements

G Gaz G Gaz

A Air A Air

S Isolant solide S Isolant solide

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EExxeerrcciiccee NN°°11 :: Voici la plaque signalétique d’un transformateur de distribution :

1) Donnez la tension au secondaire du transformateur

2) Si le transformateur est en position 2, donnez sa tension au primaire

3) La tension au primaire étant de 20kV, calculez son rapport de transformation

4) Donnez le couplage du transformateur

5) Donnez sa tension de court-circuit en %

6) Quel est le courant nominal au primaire ?

7) Quel est le courant nominal au secondaire ?

8) Nous souhaitons augmenter la puissance disponible à 200kVA. A l’aide de votre cours (mise en parallèle

de transformateur), entourez le transformateur que nous devons choisir. Justifiez votre réponse.

Voici la documentation technique des transformateurs triphasés Minera Refroidissement naturel type ONAN.

Justification :

9) Réalisez les couplages sur le schéma ci-dessous : 10) Représentez le déphasage de la tension simple secondaire et primaire.

11) Donnez la signification complète d’un refroidissement ONAN

O :

N :

A :

N :