Transformateur triphasé

Un transformateur triphasé est constitué de trois transformateurs monophasés individuels reliés entre eux. Dans un transformateur monophasé, les enroulements primaire et secondaire sont disposés chacun sur une branche du noyau de fer fermé. Le fonctionnement du transformateur est préservé lorsque les enroulements sont superposés sur une seule des deux branches du noyau. Ces trois transformateurs monophasés peuvent être assemblés avec leurs branches de noyau libres, les flux magnétiques décalés de 120 degrés chacun se superposant.

Flux magnétique et forme de construction

Si les trois phases d’un circuit en étoile sont chargées de la même manière, le conducteur neutre commun reste sans courant, car la somme des courants est nulle en raison des positions des phases en moyenne dans le temps. Le flux magnétique est proportionnel au flux de courant, ce qui fait que les flux magnétiques s’annulent mutuellement dans la branche commune du noyau. La branche commune du noyau sans enroulement peut donc être supprimée, de sorte que le transformateur triphasé ne nécessite qu’un noyau EI à trois branches.

Désignation des tensions et disposition des enroulements

Les tensions du transformateur triphasé sont appelées tensions supérieures du côté primaire et tensions inférieures du côté secondaire. Les tensions d’entrée et de sortie peuvent être connectées en triangle ou en étoile. La tension supérieure la plus élevée est généralement appliquée à l’enroulement extérieur, ce qui permet d’obtenir une meilleure isolation électrique par rapport au noyau.

Groupes de commutation et types de connexion

Le type de circuit, également appelé groupe de commutation, décrit l’interconnexion des côtés primaire et secondaire. Les alternateurs triphasés en connexion en étoile possèdent quatre connexions : trois conducteurs de phase et un conducteur neutre. Pour le transport d’énergie dans le réseau haute tension, il est possible de se passer du conducteur neutre si les enroulements secondaires du transformateur sont connectés en triangle. Dans le réseau basse tension ou domestique, nous transformons la tension vers le bas. Si le secondaire est connecté en étoile, un réseau triphasé à quatre conducteurs est créé avec le conducteur neutre. Cela permet d’exploiter simultanément trois réseaux monophasés indépendants les uns des autres.

Désignation des groupes de commutation

Les types de commutation des transformateurs triphasés sont indiqués par des lettres majuscules pour le primaire et des lettres minuscules pour le secondaire, suivies d’un chiffre.
Y / y : couplage en étoile
D / d : couplage en triangle

Le chiffre, multiplié par 30 degrés, indique l’angle de phase entre le primaire et le secondaire.

Couplage en étoile – Caractéristiques

Le montage en étoile présente l’avantage que les trois tensions de conducteur sur les enroulements reliés conduisent à des tensions de branche plus faibles.
Tension de branche = tension de conducteur / √3
Courant de branche = courant de conducteur

Toutefois, si un segment tombe en panne, la répartition de la puissance est très défavorable, ce qui entraîne souvent la défaillance de l’ensemble du transformateur.

Connexion en triangle – Caractéristiques

Dans le circuit triangulaire, on a :
tension du conducteur = tension de la branche
courant du conducteur = √3 × courant de la branche

Si un segment tombe en panne, le transformateur reste largement opérationnel avec environ 66 % de sa puissance triphasée.

Pour plus d’informations, voir Groupe de commutation