transformateur de mesure moyenne tension

transformateur de mesure moyenne tension

Transformateur en r´egime sinuso¨ıdal permanent

Si on branche un charge au secondaire, on a le circuit suivant

transformateur de mesure moyenne tension

Circuit ´equivalent du transformateur avec charge au secondaire

Pour faciliter l’analyse du circuit, on ram`ene les imp´edances du secondaire au primaire. On obtient alors le circuit de la.

De ce circuit, on d´efinit :

X0 2 = a2X2 R0 2 = a2R2 I0 2 =I2 a           V0 2 = a2V2

Determination des param`etres du transformateur

On peut d´eterminer les param`etres physiques d’un transformateur `a l’aide de trois tests exp´erimentaux

a. Essai `a vide
On applique la tension nominale au primaire du transformateur.
On mesure :

• v1v, la tension au primaire (avec un voltm`etre AC)

• i1v, le courant `a vide (avec un amp`erem`etre AC)

• p1v, la puissance dissip´ee `a vide (avec un wattm`etre AC) `

A l’aide de ces mesures, on peut d´eterminer :

• La polarit´e du transformateur.

Essai en court-circuit

On ajuste la tension vs pour obtenir un courant i1cc qui est le courant nominal au primaire.

• v1cc, la tension au primaire (avec un voltm`etre AC)

• i1cc, le courant au primaire (avec un amp`erem`etre AC)

• p1cc, la puissance dissip´ee `a vide (avec un wattm`etre AC) Pour obtenir les param`etres, on suppose que Rc et Xm ont des effets n´egligeables.

On obtient alors :

• Les r´esistances Req = R1 + a2R2.

Essai en courant continu

Si on applique une tension vc continue au primaire du transformateur, on obtient que :

R1 =vc / i1

ou` i1 est le courant au primaire. On peut alors trouver R0 2 : R0 2 = Req −R1

Capacit´e en puissance d’un transformateur

Les plaques signal´etiques des transformateurs ressemblent typiquement `a

Transformateurs Cormier, Inc.

25 kVA, 600/120V

60 Hz, Z = 5%, 50◦C

La capacit´e en puissance du transformateur (en VA, kVA ou MVA), est la puissance apparente maximale de sa charge. Cette capacit´e est d´etermin´ee principalement par l’´el´evation de la temp´erature du transformateur, caus´ee par les pertes Joules dans les bobinages et par les pertes Fer (hyst´er´esis et courants induits) dans le noyau.

Pour la temp´erature maximale d’op´eration, on indique parfois une temp´erature sur le transformateur, comme 50◦C dans l’exemple ci-haut. Ce 50◦C repr´esente l’augmentation de la temp´erature due aux pertes, `a une temp´erature d’op´eration de 40◦ et une utilisation aux conditions nominales. On limite habituellement la temp´erature d’op´eration en dessous de 120◦C.

Pour d´eterminer la capacit´e en puissance d’un transformateur, on doit d´eterminer la tension et le courant nominaux.

transformateur de mesure moyenne tension”

Transformateurs de tension intérieurs

Transformateurs de tension intérieurs

Le transformateur r´eel ne poss`ede pas des caract´eristiques parfaites comme le transformateur id´eal. On doit tenir compte de :

1. Noyau magn´etique. Le noyau poss`ede une charact´eristique B(H) non-lin´eaire, avec hyst´er´esis, et une perm´eabilit´e non-infinie (µr 6=∞).

2. Bobinages. Les bobinages sont en cuivre, ayant une r´esistivit´e non-nulle (ρ6= 0). Compte tenu de ces caract´eristiques, on peut d´eduire six sources de pertes dans le transformateur :

  1. 1. Puisque la perm´eabilit´e du noyau est non-infinie, la r´eluctance du noyau ne sera pas nulle. Il y a par cons´equent des fuites de flux :  (a) au primaire (b) au secondaire
  • 2. On a d´ej`a vu qu’il existait des fuites par hyst´er´esis et des fuites par courants de Foucault.
  • 3. La r´esistivit´e des fils de cuivre implique une r´esistance interne au primaire et au secondaire.

Les cons´equences de ces ph´enom`enes parasites sont :

– Le rendement du transformateur est inf´erieur `a 100%.

– Le rapport de tension entre le primaire et le secondaire ne sera pas exactement ´egal au rapport du nombre de tours. La tension au secondaire variera aussi en fonction de la charge.

 

Circuit ´equivalent du transformateur reel

Avec tous les ph´enom`enes parasites vus dans la section pr´ec´edente, on peut repr´esenter ces pertes par des ´el´ements de circuit ´equivalent de la figure 8.8. On regardera ensuite la raison pour chacun de ces ´el´ements.

Transformateurs de tension intérieurs,

Effet de µ

Puisque la perm´eabilit´e du noyau est finie, la r´eluctance sera non-nulle. Par cons´equent, pour cr´eer le flux ϕ dans le noyau, il faut un courant im. Ceci peut ˆetre repr´esent´e par une inductance Lm, qu’on appelle une inductance magn´etisante.

Pertes dans le noyau
On repr´esente les pertes dans le noyau par une r´esistance Rc en parall`ele avec l’inductance magn´etisante Lm.

Fuites au primaire et secondaire
On repr´esente ces pertes par des inductances L1 et L2, pour le primaire et le secondaire, respectivement.

R´esistance des fils
On repr´esente la r´esistance des fils de cuivre par des r´esistances R1 et R2 pour le primaire et le secondaire, respectivement.

Transformateurs de tension intérieurs

Transformateur de moyenne tension

Transformateur de moyenne tension

Transformateur de moyenne tension

Le transformateur permet de transf´erer de l’´energie (sous forme alternative) d’une source `a une charge, tout en modifiant la valeur de la tension. La tension peut ˆetre soit augment´ee ou abaiss´ee selon l’utilisation voulue. Le changement d’un niveau de tension `a un autre se fait par l’effet d’un champ magn´etique.

Parmi les applications des transformateurs, on note :

1. ´Electronique :

(a) alimentation `a basse tension

(b) adaptation d’imp´edance

2. ´Electrotechnique :

(a) transformation de la tension pour le transport et la distribution d’´electricite

(b) alimentation `a basse tension (par exemple, lampes hallog`enes)

3. Mesure :

(a) transformateurs d’intensit´e de courant

(b) transformateurs de potentiel Il y a deux types principaux de transformateurs, le type cuirass´e et le type `a colonnes. Dans le type cuirass´e, on utilise un circuit magn´etique `a trois branches, et les enroulements sont autour de la branche centrale. Dans le type `a colonnes, un circuit magn´etique `a deux colonnes est utilise.

 

Principe de fonctionnement

Le transformateur est constitu´e de deux enroulements (ou plus) coupl´es sur un noyau magn´etique, comme `a la.

Il faut remarquer qu’il n’existe aucune connexion ´electrique entre le primaire et le secondaire. Tout le couplage entre les deux enroulements est magn´etique.

Lorsqu’on applique une tension alternative `a la source, ceci cr´ee un flux alternatif dans le noyau magn´etique. Selon la loi de Faraday, ce flux cr´ee des forces ´electromotrices dans les bobines. La force ´electromotrice induite est proportionnelle au nombre de tours dans la bobine et au taux de variation du flux. Selon le rapport du nombre de tours entre le primaire et le secondaire, le secondaire alimente la charge avec une tension diff´erente de celle de la source.”Transformateur de moyenne tension

Transformateur ideal

Si on reprend la bobine de la figure 8.1, on d´efinit un transformateur id´eal ayant les caract´eristiques suivantes :

1. La r´esistance dans les fils (au primaire et secondaire) est nulle.

2. Le noyau magn´etique est parfait (µr =∞, ρ = 0).

Si on ´etudie les implications de ces simplifications, on voit que la r´eluctance du noyau sera nulle, et donc il n’y a pas de fuite. Le flux est donc totalement contenu `a l’int´erieur du noyau. Le couplage magn´etique entre le primaire et le secondaire est parfait; tout le flux du primaire se rend au secondaire. [Un param`etre de couplage, k, est d´efinit dans le cas non-id´eal; pour un transformateur id´eal, k = 1.]

“Transformateur de moyenne tension”