Tout transformateur triphasé moderne est un appareil électrique spécial qui fournit au consommateur le type et la qualité d'électricité requis. Comme tout convertisseur de transformateur, il contient des enroulements primaire et secondaire, dont trois paires. Dans les postes à haute tension, grâce à ce dispositif, il est possible d'obtenir une tension de l'amplitude requise, puis de la transmettre le long d'une ligne avec un neutre mis à la terre.
Objectif et types
Le transformateur de puissance triphasé de station classique est utilisé pour convertir l'énergie haute tension en une forme conviviale. Une haute tension (6,3-10 kilovolts) est fournie à ses enroulements primaires, et 220 volts, plus pratiques pour une utilisation dans la vie quotidienne, sont obtenus à la sortie. Cette valeur est mesurée entre les phases et le conducteur neutre du transformateur, appelé neutre. Il est d'usage de la désigner comme tension de phase, contrairement aux 380 volts linéaires, mesurés entre chacune des phases.
Les transformateurs abaisseurs triphasés de cette classe assurent la transmission du courant de la sous-station locale via un câble souterrain ou une ligne électrique directement à l'utilisateur final. À ces fins, un câble spécial à 4 conducteurs dans un noyau blindé est utilisé ou un fil à air de la marque SIP. Grâce à eux, l'énergie électrique est livrée directement à son usage prévu - aux dispositifs de distribution d'entrée des territoires et des installations desservis.
Selon leur fonction, les transformateurs triphasés sont répartis dans les classes suivantes :
- dispositifs linéaires (stations);
- unités de conversion spéciales.
On notera en particulier les transformateurs d'isolement triphasés utilisés pour découpler les circuits électriques et les circuits de puissance.
Les appareils spéciaux sont divisés en types suivants:
- Testez les transformateurs. Il est d'usage de les appeler des systèmes d'autotransformateurs triphasés.
- Appareils servant à alimenter des équipements spéciaux : postes de soudage notamment.
- Unités de transformation d'équilibrage.
Les deux premiers types sont utilisés à des fins de recherche. Les transformateurs d'équilibrage triphasés sont utilisés pour éliminer le déséquilibre de phase qui se produit dans les réseaux électriques en raison d'une répartition inégale des charges.
En génie électrique, il existe également des options pour les transformateurs biphasés, souvent utilisés dans les circuits électroniques et les dispositifs d'automatisation. Ils sont conçus de manière à ce que les deux tensions de sortie soient décalées l'une par rapport à l'autre de 90 degrés électriques. Le plus souvent, de telles solutions électriques sont utilisées dans les équipements de soudage.
Appareil de transformation
De par leur conception, les transformateurs triphasés sont une structure préfabriquée constituée des unités suivantes :
- base réalisée sous la forme d'un cadre en plastique durable;
- circuit magnétique placé dans des sections de châssis ;
- ensemble de bobines primaires et secondaires avec enroulements de fil;
- panneau de distribution (soudage) avec borniers ;
- système de refroidissement nécessaire pour évacuer la chaleur de la zone de travail.
Chacune des versions connues de tels dispositifs sous une forme ou une autre contient tous les nœuds désignés. Dans le même temps, ils diffèrent par la méthode de connexion des enroulements, ainsi que par le type de circuit magnétique utilisé.Les caractéristiques de conception des modèles individuels se reflètent dans leurs caractéristiques de performance, en particulier l'ampleur des pertes dans le circuit magnétique et le rendement.
Une exception est le panneau de dessoudage des enroulements du transformateur, grâce auquel il est possible de combiner des groupes de connexions pour obtenir la configuration souhaitée.
Méthodes de connexion d'enroulement
La principale différence entre les différents circuits de transformateur réside dans les configurations utilisées lors de leur mise sous tension (méthodes de connexion des enroulements). Lors de l'organisation de l'alimentation centralisée, deux schémas classiques sont traditionnellement utilisés, appelés "triangle" et "étoile". La première option implique la connexion séquentielle des enroulements de phase primaire et secondaire : la fin d'une bobine est connectée au début de la suivante).
Lors de l'utilisation du schéma "en étoile", les débuts de tous les conducteurs de phase des enroulements primaire et secondaire sont combinés en un point, appelé neutre, et leurs extrémités sont connectées à une ligne de charge à 3 fils. Dans ce cas, un câble contenant quatre conducteurs est nécessaire pour transmettre l'électricité. Lorsqu'ils sont connectés à la ligne des enroulements secondaires du transformateur, connectés dans un "triangle", seuls trois noyaux sont utilisés. Il existe une autre option pour leur inclusion, appelée "étoile interconnectée". Cependant, en raison de la rareté de son utilisation, il n'est pas pris en compte.
Options de configuration
Lors de l'organisation des systèmes d'alimentation, plusieurs combinaisons de commutation sur les enroulements primaire et secondaire d'un transformateur triphasé sont possibles. L'ensemble des actions de commutation effectuées dans ce cas :
- L'enroulement primaire est conçu comme une "étoile" et le secondaire - sous la forme d'un "triangle".
- La deuxième approche utilise l'ordre inverse de l'inclusion.
- Dans le troisième cas, la combinaison déjà envisagée du type "étoile" - "étoile" ou la variante à deux triangles (un autre nom est delta-delta) est utilisée.
Pour prendre en compte toutes les méthodes de commutation des enroulements primaire et secondaire et le calcul ultérieur des paramètres du transformateur en génie électrique, des tableaux d'identification spéciaux sont utilisés. Ils offrent des combinaisons possibles et des combinaisons à utiliser si vous souhaitez connecter un transformateur dans la ligne et en tirer le meilleur parti. L'efficacité de l'ensemble du système d'alimentation dépend du choix correct de cette combinaison dans chaque cas spécifique.
Connexion parallèle
La connexion en parallèle des mêmes enroulements secondaires vous permet d'augmenter la puissance (courant) à la sortie de l'appareil. De cette manière, il est possible d'augmenter le rendement et la capacité de charge de la ligne desservie.
Lors de l'utilisation de cette approche, vous devrez prendre en compte un détail important lié à l'ordre de connexion des enroulements secondaires. Pour obtenir les résultats attendus, les enroulements doivent être commutés en phase, ce qui signifie la connexion du même type d'extrémités des trois bobines en un seul point. Si cette règle n'est pas respectée, la tension à la sortie de deux enroulements non en phase connectés sera proche de zéro (le principe de substitution s'applique). Lorsque cette erreur est commise lors de la mise sous tension du transformateur, sa puissance et son efficacité sont considérablement réduites. Si un contrôle secondaire révèle que la tension n'a pas changé par rapport à une seule mise sous tension, alors les bobines sont en phase.
Un dispositif convertisseur, défini comme un transformateur triphasé de 220 à 380 volts, peut être obtenu en appliquant un circuit spécial avec une augmentation de la tension de sortie. Sa caractéristique est la présence d'un enroulement primaire et de trois enroulements secondaires, connectés en "étoile" ou "triangle".
