Chapitre V: Transformateur triphasé

Transcription

1 . Constitution : Le trnsforteur triphsé est coposé de trois bobinges priires et trois bobinges secondires enroulés sur un ou plusieurs circuits gnétiques. n trnsforteur triphsé est insi considéré coe étnt une ssocition de trois trnsforteurs onophsés identiques. Le circuit gnétique peut être rélisé suivnt deux configurtion :.. Trnsforteur à flux libres : Les flux gnétiques ϕ, ϕ, ϕ3 sont distincts et indépendnts on dit qu il s git d un trnsforteur triphsé à flux libres. Avec cette configurtion, on ugente l encobreent et l sse du trnsforteur insi que l sse de fer utilisé est plus grnde qui boutit à ugenter les pertes fer. ourcel, ilfut penser à une utre configurtion. 8

2 .. Trnsforteur à flux forcés : Mêe si les tensions ppliquées ne forent ps un systèe triphsé équilibré, on obligtoireent : ϕ+ ϕ+ϕ30 A B C ϕ ϕ ϕ3 b c On dit qu il s git d un trnsforteur à flux forcés.. Enrouleent priire et secondire : Chque colonne ou noyu porte deux enrouleents. Les bornes de hutes tensions sont repérées pr des lettres juscules (A, B, C) et les bornes de bsses tensions sont repérées pr (, b, c). On définit les tensions hoologues coe étnt les tensions qui portent les êes nos : ( A, ), ( B, b )et( C, c ). Le choix des tensions hoologues influence sur leursdéphsge : r exeple pour l preière colonne: A crée A0 N A0 Rϕ 0 83

3 3. Couplge des trnsforteurs : Afin de crctériser d une nière conventionnelle les couplges des trnsforteurs triphsés, on désigne l nture des couplges pr des lettres désignnt, en juscule le priire, et en inuscule le secondire. Les enrouleents priires ou secondires peuvent être couplés en étoile, en tringle ou en zig zg zg. 3.. Nottion : Y ou y : couplge étoile priire ou respectiveent couplge étoile secondire, Doud:couplge tringle priire ou respectiveent couplge tringle secondire, Zouz:couplge zig zg priireou respectiveent couplge zig zg secondire. 84

4 L ssocition d un ode deconnexion dupriire i vec un ode de connexion dusecondire di crctérise un couplge du trnsforteur (Yz pr exeple). 3.. Choix du ode de couplge : Onintérêtàchoisir: * n couplge étoile : u très hute tension (chque enrouleent supporte une tension V ) 3 * n couplge tringle : u fort cournt (l intensité pr enrouleent est J ) 3 Si on souhite disposer de deux tensions : une tension bsse pour l éclirge et une tension élevée pour le chuffge d un oteur, on dopte un couplge étoile u secondire : cs du trnsforteur de distribution. * Couplge étoile-étoile Yy : c est un couplge utilisé dns les trnsforteurs bisseur de tension qui ssure l liison entre réseu hute tension oyenne tension. * Couplge tringle-étoile Dy : c est un couplge utilisé dns les trnsforteurs de distribution coe trnsforteur élévteur de tension à l sortie de centrle de production d électricité. 85

5 * Couplge étoile-zig-zg Yz : c est un couplge utilisé dns les trnsforteurs de distribution pour copenser le déséquilibre. 4. Rpport du trnsfortion : Le rpport de trnsfortion qui relie les grndeurs nlogues du priire et du secondire ne dépend plus uniqueent des nobres de spires is ussi du ode de couplge des enrouleents. Dès lors qu on prle d un trnsforteur triphsé, on se doit donc d en préciser les différents couplges. 4.. Rpport de trnsfortion pr colonne c : c l est définit coe étnt le rpport de nobre de spires secondire pr le priire : 4.. Rpport de trnsfortion pr phse ph : C est le rpport de l tension coposée secondire à vide pr l tension priire coposée : ph b AB 86 N N N

6 V A V Exeple : Couplge Yy : V N b ph AB VA N c Couplge Yd : ph b AB 3V AB 5. ndice horire : 3 N N Le déphsge θ existnt entre une tension priire quelconque et une tension secondire correspondnte est toujours un ultiple de π /6. L indice horire h est souvent exprié en heures pour plus de coodité, ce qui correspond à π h l indice horire h correspond insi à π /6. L indice horire est : θ h π 6 3 c 87

7 θ vrie de 0 à 330 donc n vrie de 0 à r exeple si on pose : V AN iguille des inutes plcée sur et V n iguille des heures plcée de telle sorte qu on : θ ( ) π A l ontre ffiche 6 heures d ou V AN, Vn h 6 b c n C B Rerque : our que l on puisse coupler en prllèle à vide trnsforteurs triphsés, il fut que leurs digres vectoriels coïncident : êe rpport de trnsfortion, êe ordrede succession desphses et êeindice horire. our voir une réprtition correcte des puissnces entre les trnsforteurs en chrge, il fut ussi qu ils ient l êe chute de tension. 88

8 Tbleu résunt ndice horire suivnt le couplge : 89

9 6. Etude électriques des trnsforteurs triphsés : 6.. Sché équivlent pr phse : Le trnsforteur triphsé débitnt sur une chrge équilibrée est équivlent à trois trnsforteurs onophsés et ser donc tributire d un sché équivlent onophsé confore à celui d un trnsforteur onophsé. Le sché équivlent pr phse est le suivnt : A A0 0 E E E A ph e j jh π /6 V V Toute nlyse et hypothèses fites pourletrnsforteuronophsé p restent vlble pour le trnsforteur triphsé pr phse. 90

10 6.. Sché rené u secondire : R L s s A A0 V E E A ph ejh π /6 V 6.3. Chute de tension : Δ V RS cos ϕ + LS ω sin ϕ Δ 3 Δ V 6.4. Déterintion des éléents du sché électrique : Essi à vide : 0 Q 0 3V R 3V L ω fer 3V R f R f 0 3V X Q 0 9

11 Essi en court-circuit : cc cc 3 Rs cc Rs 3 cc Z R + X et s s s V cc Z s ph cc Rendeent : η + fer + J 3 3 cosϕ cosϕ + fer + J 3Rs vec J η x si fer J 9