Transformateurs triphasés ; le neutre
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Transformateurs triphasés
De 3 à un seul transformateur en Δ / λ
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Il est possible de coupler 3 transformateurs monophasés pour obtenir 1 transformateur triphasé. Mais cette solution est plus encombrante et complexe, à réserver à des cas particuliersPour nos besoins en formation, un transfo triphasé de moins de 100 VA, compact, étant introuvable ; nous avons assemblé 3 toriques :
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Comme le montre cette illustration, chaque phase possède son propre noyau et les 3 sont reliés, le noyau est donc plus compact que 3 éléments séparés grâce au court-circuit magnétique extérieur unique.
Les transformateurs abaisseursPour les installations de puissances moyennes : 20 kV vers 400 V triphasé (230 avec le neutre)
Si la consommation est supérieure ; l'arrivée se fait en 63 kV avec un intermédiaire en 5.5 kV ou autre d'usine sont généralement câblés ainsi :
Le primaire est en triangle et le secondaire en étoile afin de disposer d'un neutre
Le déphasage entre primaire et secondaire s'exprime en indice horaireLe déphasage le plus classique : primaire en Δ et secondaire en λ engendre un déphasage de 30° entre les 2 :
Ainsi, suivant les nombreuses options (primaire, secondaire, sens du courant...) on parle d'indice horaire 1 heure = 30° de déphasage... par tranches de 30°. Les couplages sont exprimés coté primaire ainsiPar des lettres :
Y : étoile (Y : comme λ l'étoile à l'envers)
D : triangle (D : j'utilise Direct en mnémotechnique)
Z : zigzag, nous allons le voir..., comme coté secondaire mais en minusculesy : étoile ; d : triangle et z : zigzag, nous allons le voir....
Transformateurs triphasés, photos :
Réalisé à partir de 3 transformateurs toriques
, couplage libre tant coté primaire que secondaire par plaque à bornes.Tecnipass 2016
Couplage Zig-Zag
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A gauche le générateur : l'alternateur, qui alimente le primaire en triangle d'un transfo HT. Coté secondaire en étoile les intensités sont identiques, le primaire est de fait lui aussi équilibré. Les conditions sont optimales.
Désormais la phase grise est 2 fois plus sollicité que la noire, la marron n'est plus utilisée. De par le couplage étoile un léger ré-équilibrage s'opère au primaire...
Avec le secondaire en zig-zag, nous allons le détailler, le ré-équilibrage est optimal ! Ce procédé est très utilisé en distribution.
Zig-Zag explications
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Le secondaire est câblé assez bizarrement, allons voir de plus près....
En effectuant un zoom sur le secondaire, nous constatons que les demi-bobines sont croisées...
Sans croisement, le déphasage serait de 60°, ce qui rendrait la somme vectorielle des 2 égale en amplitude à celle qui manque, anéantissant tout gain d'amplitude ! (comme en triangle). Avec l'opposition à 90°, on obtient 120° comme en étoile et la somme devient égale à tension unitaire × √3
Les tensions de sortie sont déphasées de 60° par rapport au primaire. Notez aussi le symbole du zig-zag.
Primaire à gauche en triangle, secondaire en zig-zag à droite. Ce transfo, très usité en distribution pour ses propriétés d'équilibrage limite aussi, de par son déphasage et de la somme vectorielle ne sollicitant jamais 1 seule phase, les distorsions de signal.
Transformateurs triphasés de distribution
Photos de transformateurs triphasés de puissance moyenne.
Comment recréer du monophasé ?
Lorsque du triphasé sans neutre est distribué (ex : 400 V),il peut s'avérer nécessaire de disposer d'un neutre pour alimenter un récepteur monophasé !
Deux solutions s'offrent à nous :
Pour les faibles puissances :
Utiliser un transformateurSurtout pas d'autotransformateur : l'isolation galvanique est indispensable ! 400 V / 230 V monophasé classique et en sortie, référencer une des 2 extrémités de l'enroulement 230 V à la terre en fonction du schéma de liaison à la terre requisIl faut recréer un régime du neutre (schéma de liaison à la terre), car il est la plupart du temps interdit de laisser une BT (Basse Tension) flottante : non référencée !
Voir notre cours sur les schémas de liaison à la terre !Plus onéreux mais plus adapté :
Utiliser un autotransformateur triphasé
dont la tension des bobines correspond à la tension simple du réseau (230 V dans notre exemple).
Il conviendra de le raccorder en étoile
On peut voir que le point de raccordement reproduit un neutre : le neutre artificiel au niveau de ses 3 enroulements.
Le point de raccordement recréra un neutre artificiel, il suffira alors de se raccorder entre 1 phase et ce point neutre.
Si plusieurs récepteurs sont à raccorder, il convient d'équilibrer les phases et d'utiliser les 3 ce qui limitera la puissance fournie par l'autotransformateur pour recréer ce neutre (voir étoile-triangle lié en fin de ce cours)
Invité, affichez le quiz :
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Cours extrait des stages : INDUSELEC & HABPROELEC
Stage : INDUSELEC
