Quel est le rôle d'un transformateur ?

Le transformateur haute tension

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COMPREHENSION

Quelle est l'intensité au secondaire d'un transformateur 1 000 kVA ?
- 990 A A
- 1 443 A
- 2 514 A

Que signifie le couplage Dy ?
- Etoile- Triangle
- Triangle-Etoile
- Triangle-Zigzag

Quel est la valeur du déphasage d'un transformateur Dy9 ?
- 90 degrés
- 180 degrés
- 270 degrés

Peut-on coupler un transformateur Dy11 avec un transformateur Dy9 ?
- Non
- Oui

Indiquer les couplages de transformateurs permettant la sortie du conducteur de neutre ?
- Etoile
- Triangle
- Zigzag

CE QU'IL FAUT RETENIR :

Les critères de choix d'un transformateur sont :
La puissance, les tensions primaires et secondaires, le couplage primaire et secondaire, le type de transformateur.
La tension de court-circuit est un critère important à prendre en compte pour le cacul des protections.

Les transformateurs immergés
Les bobines et le circuit magnétique sont immergés dans un liquide qui assure à la fois l'isolation et l'évacuation des pertes "chaleur" du transformateur.
Ces transformateurs nécessitent peu d'entretien.
Afin d'éviter la pollution suite à des pertes du liquide, on utilise un bac de rétention.
Attention aux fumées toxiques en cas d'incendie.

Les transformateur secs
Les bobines et le circuit magnétique sont isolés dans une matière sèche et le refroidissement est assuré par l'air ambiant. Ces transformateurs présentent peu de risque d'incendie et sont utilisés notamment dans les ERP (établissements recevant du public) ou les IGH (immeubles de grande hauteur).

Le couplage des transformateurs
Le couplage étoile représenté par la lettre Y côté HT et la lettre y côté BT. Ce couplage permet la sortie d'un point neutre et est surtout utilisé en basse tension.
Ce couplage lorsqu'il est utilisé en HT permet de diminuer la tension dans les enroulements.

Le couplage triangle représenté par la lettre D côté HT et la lettre d côté BT. Dans ce couplage il n'y a pas de point neutre.
Ce couplage permet de diminuer l'intensité dans les enroulements. Ce couplage est aussi bien utilisé en basse tension qu'en haute tension.

Le couplage zig-zag représenté par la lettre z, est uniquement utilisé au secondaire, et permet de réduire le déséquilibre des phases. Ce couplage permet la sortie d'un point neutre.

L'indice horaire d'un transformateur

En fonction du couplage du primaire et secondaire du transformateur, il y aura un déphasage entre primaire et secondaire.
Le déphasage correspond au retard d'une tension secondaire par rapport à une même tension primaire du transformateur.

Les couplages possibles sont :
Couplage Etoile - Etoile : Yy
Couplage Etoile - Triangle : Yd
Couplage Etoile - zigzag : Yz
Couplage Triangle - Etoile : Dy
Couplage Triangle - Triangle : Dd
Couplage Triangle - zigzag : Dz

Pour comprendre le déphasage, imaginons que les bobines du transformateur soient des tuyaux d'eau.
La circulation d'eau est le courant électrique et Le mouvement d'air serait le champ magnétique.
La circulation dans le premier tuyau engendre un mouvement d'air lequel entraine à son tour une circulation d'eau.

Le déphasage serait le temps de retard d'établissement de la circulation d'eau dans le tuyau secondaire par rapport à la circulation dans le tuyau primaire.

L'indice horaire est une manière d'exprimer le déphasage entre le primaire et le secondaire d'un transformateur.
En effet, étant donné qu'il n'y a pas de lien électrique entre le primaire et le secondaire du transformteur, il existe un déphasage entre les tensions primaires et secondaires.
Ces tensions peuvent être déphasées d'un multiple de 30 degrés et c'est ce que l'on appelle l'indice horaire.
Un indice horaire de 3h veut dire que la tension secondaire est en retard de 3 x 30 = 90 degrés par rapport à la tension primaire.
L'indice horaire est important à connaitre lorsque l'on couple deux transformateurs en parallèle. Il faut dans ce cas précis que les indices horaires soient identiques.
Sur un transformateur monophasé les primaires et secondaires sont en phase, ce qui n'est pas le cas d'un transformateur triphasé.
L'indice horaire pourrait être utilisé pour la compréhension des déphasages.
Un indice horaire de 2 h signifie que la tension secondaire s'établit 2 heures après la tension primaire.

Couplage étoile d'un transformateur triphasé

Couplage triangle d'un transformateur triphasé

Couplage zig-zag d'un transformateur triphasé

Représentation imagée d'un transformateur par comparaison avec des tuyaux d'eau, vue de dessus.

Représentation imagée du déphasage entre primaire et secondaire d'un transformateur par comparaison avec des tuyaux d'eau, vue de dessus.

Exemples de représentation :
Dyn11 :
D : couplage primaire : triangle
y : couplage secondaire : étoile
n : neutre

11 : indice horaire 11 soit un déphasage de 330 degrés entre primaire et secondaire

pos1, pos2, pos3 indiquent l'ajustement de tension possible au primaire du transformateur.

La puissance du transformateur est de 630 kVA.
La tension primaire est de 20 000 V et la tension secondaire est de 410 V.
L'intensité primaire est de 18,2 A et l'intensité secondaire est de 887,1 A.

Indice horaire

Le transformateur est un élément essentiel dans une installation ou un ouvrage électrique.
Rappelons que le terme ouvrage concerne le transport électrique alors que le terme installation est plutôt lié à l'utilisation de l'électricité.
Il existe les transformateurs élévateurs de tension, surtout utilisés pour le transport d'électricité puisqu'en effet une élévation de tension a pour but la diminution de l'intensité en Ampère afin de limiter la section des câbles.
Il existe les transformateurs abaisseurs de tension afin d'adapter la tension pour l'utilisation.
Il existe également les transformateurs qui conservent la tension et dont le but est l'isolation d'un partie de l'installation.

Transformateur HTB

Transformateur HTA-BT