Transformateur triphasé

Un transformateur triphasé est constitué de trois transformateurs monophasés individuels reliés entre eux. Dans un transformateur monophasé, l’enroulement primaire et l’enroulement 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. 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 être supprimée, le transformateur triphasé n’a donc besoin que d’un noyau EI à trois branches. Les tensions du transformateur triphasé du côté primaire sont appelées tensions supérieures et celles du côté secondaire sont appelées tensions inférieures. La tension d’entrée et aussi la tension de sortie peuvent être connectées en triangle ou en étoile. La tension supérieure la plus élevée est généralement l’enroulement extérieur, ce qui permet d’obtenir une meilleure isolation électrique du noyau. Le type de circuit, également appelé groupe de commutation, peut être alterné entre le côté primaire et le côté secondaire. Les alternateurs triphasés connectés en étoile ont quatre connexions extérieures, trois pour les phases et un neutre commun. Pour le transport d’énergie dans le réseau haute tension, il est possible de se passer du neutre si les enroulements secondaires du transformateur sont connectés en triangle. Pour le réseau basse tension ou domestique, la transformation est descendante. Si le secondaire est relié en étoile, on obtient un réseau triphasé à quatre conducteurs avec le conducteur neutre. Cela permet à trois réseaux monophasés indépendants les uns des autres d’exploiter ensemble un réseau triphasé avec les trois conducteurs. Les types de commutation des transformateurs triphasés sont désignés par des lettres majuscules pour le primaire et des lettres minuscules pour le secondaire suivies d’un nombre entier. Les lettres Y et y représentent le couplage en étoile, D et d le couplage en triangle. Le chiffre indique, multiplié par 30 degrés, l’angle de phase entre le primaire et le secondaire. Le montage en étoile présente l’avantage que les trois tensions de conducteur dans le transformateur entraînent des tensions de branche plus faibles au niveau des enroulements enchaînés. Si un segment tombe en panne, la répartition de la puissance est très défavorable et c’est souvent l’ensemble du transformateur qui tombe en panne. La tension de chaîne est égale à 1/√3 de la tension du conducteur. Le courant de branche est égal au courant de conducteur. Dans le montage en triangle, la tension du conducteur est égale à la tension de la branche. Le courant du conducteur est supérieur d’un facteur √3 au courant de la chaîne enchaînée. Si un segment tombe en panne, le transformateur reste en grande partie opérationnel avec une puissance triphasée d’environ 66%.

Pour plus d’informations, voir Groupe de commutation