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Cours STS1 03 Les transformateurs .pdf



Nom original: Cours_STS1_03_Les_transformateurs.pdf
Titre: TRANSFORMATEURS
Auteur: Joël

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TRANSFORMATEURS

Sommaire
Transformateurs Monophasés ..........................................................................................................................................3
I) Présentation ...............................................................................................................................................................3
I.1) Notations : ...........................................................................................................................................................3
I.2) Principe : ..............................................................................................................................................................3
I.3) Relations générales d’un transformateur parfait: ..............................................................................................4
II) Transformateur réel ..................................................................................................................................................5
II.1) Transformateur à vide : ......................................................................................................................................5
II.2) Transformateur en charge : ................................................................................................................................6
II.3) Transformateur dans l’hypothèse de Kapp : ......................................................................................................8
III) Exploitations de mesures et essais........................................................................................................................ 13
III.1) Détermination du modèle : essais .................................................................................................................. 13
III.2) Indications de la plaque signalétique ............................................................................................................. 14
III.3) Chute de tension :........................................................................................................................................... 16
III.4) Rendement ..................................................................................................................................................... 16
IV) Les différents types de transformateurs............................................................................................................... 17
IV.1) Transformateur de mesure : .......................................................................................................................... 17
IV.2) Transformateur de courant : .......................................................................................................................... 17
IV.3) Transformateur d'impédance :....................................................................................................................... 17
IV.4) Transformateur d'impulsions : ....................................................................................................................... 17
IV.5) Transformateur d'isolement : ........................................................................................................................ 18
IV.6) Transformateur à écran :................................................................................................................................ 18
IV.7) Transformateur de sécurité :.......................................................................................................................... 18
IV.8) Transformateur à point milieu : ..................................................................................................................... 18
IV.9) Autotransformateur : ..................................................................................................................................... 18
V) Refroidissement des transformateurs ................................................................................................................... 18
V.1) Refroidissement dans l'air ............................................................................................................................... 18

Sommaire

1/37

V.2) Refroidissement naturel dans l'huile .............................................................................................................. 18
V.3) refroidissement par radiateur d'huile ............................................................................................................. 18
V.4) Refroidissement avec hydroréfrigérant .......................................................................................................... 18
V.5) Rôle du diélectrique ........................................................................................................................................ 18
Transformateurs Triphasés ............................................................................................................................................ 20
I) Présentation ............................................................................................................................................................ 20
I.1) Constitution : .................................................................................................................................................... 20
I.2) Plaque signalétique : ........................................................................................................................................ 20
I.3) Couplages : ....................................................................................................................................................... 20
I.4) Modélisation ..................................................................................................................................................... 22
I.5) Bilan des puissances : ....................................................................................................................................... 23
II) Essais ...................................................................................................................................................................... 23
II.1) Détermination du modèle : essais ................................................................................................................... 23
II.2) Essai à vide sous tension nominale ................................................................................................................. 23
II.3) Essai en court circuit à courant nominal sous tension réduite ....................................................................... 24
II.4) Diagramme de Kapp : ...................................................................................................................................... 25
II.5) Rendement : .................................................................................................................................................... 25
II.6) Mise en parallèle de deux transformateurs .................................................................................................... 25
II.7) Transformateur triphasé en charge en régime sinusoïdal déséquilibré ......................................................... 27
II.8) Transformateur triphasé en charge en régime non-sinusoïdal de courant équilibré ..................................... 27

Sommaire

2/37

Transformateurs Monophasés

I) Présentation
I.1) Notations :
Convention
récepteur

On notera d’un indice


1 le primaire

i1



2 le secondaire

v1



v ou 0 les grandeurs à vide



n les grandeurs nominales



cc les grandeurs en court-circuit

e1

N1 spires
r1 résistances

f1

Le primaire est en convention récepteur alors que le secondaire est
en convention générateur.

1
i2

f1

i2
i2

v2

e2

f2
N2 spires
r2 résistances

Transformateur réel

fuites

V1

C
i2

Convention
générateur

f2

I2

I1

fuites

V2

Schéma électrique du
transformateur parfait

Les bornes homologues sont telles qu’un courant entrant par cellesci crée un flux orienté dans le même sens. Les tensions vues sur ces
points sont de même polarité.

Remarque :
Il n’y a pas de lien entre la convention choisie et les bornes homologues.
Ceci fait que suivant les auteurs les orientations des vecteurs et tensions peuvent différer.
Si l’orientation des tensions en fonction des bornes homologues est la suivante les relations marquées d’un

 seront de signe opposé
V1

I1

I2

V2

I.2) Principe :

Le transformateur est constitué de deux bobines couplées par un noyau de fer conduisant le flux créé par l’une
jusqu’au secondaire. Les tensions induites sont proportionnelles aux nombres de spires.

Sommaire

3/37

I.3) Relations générales d’un transformateur parfait:

Si on fait rentrer un courant par les bornes homologues, il apparaît une fém e
telle que la bobine se comporte comme un générateur.
e1   N1

Toutes les pertes sont négligées : le flux traverse donc les deux bobinages ainsi :

v1  e1  N1

V
N
d
d
et v2  e2   N 2
  2  2 
V1
N1
dt
dt



e2   N 2

i1

rapport de transformation m 

d
dt

i2
v1



donc V2  mV1

d
dt

v2

V20 N 2
avec V20 et V1N tensions efficaces au primaire et au secondaire et N1

V1N N1

et N2 nombres de spires au primaire et au secondaire.


Relation de Boucherot :

Si on suppose que le champ est sinusoïdal alors b(t )  Bˆ sin t

Donc v1  N1



d SBˆ sin t
dt

N

2 f



 SBˆ cos t soit

1




V1 2

ˆ avec
ˆ et V2  4, 44 N2 fBS
V1  2
N1 fBS
2


 f : fréquence (Hz);

 B max : valeur maximale du champ magnétique (T)
S : section du circuit magnétique (m 2 )

4,44



Relation sur les courants :

Si on applique le théorème de Gauss sur le contour parcouru par le flux C alors :

N1i1  N2i2    0 si on considère la perméabilité du matériau très grande

N2
i1

 
 
 donc N   i  donc I1  mI2 .
µS 

1
2

N2i2
N1i1

On a donc avec les conventions choisies

m



V20 N 2 I1N


.
V1N N1 I 2 N

Le bilan des puissances est simple :
P1 = V1.I1.cos1 = P2 = V2.I2.cos 2; et 1 = 2
Q1 = Q2 = V2.I2.sin 2 et
S1 = V1.I1= V2.I2= S2.

Sommaire

4/37

II) Transformateur réel
II.1) Transformateur à vide :
II.1.1) Equations et schéma équivalent
C0

Le transformateur se comporte comme une bobine à
noyau de fer :

i2

V1

L’équation des flux donne : 10  C 0   f 1

v1  ri
1 10  N1

d  f 1  C 0 
d1
 ri
1 10  N1
dt
dt

I10

N1 spires
r1 résistances

N2 spires
r2 résistances

f1 fuites

f2 fuites

r1

f1
N1 spires
r1 résistances

V1

I10=Iµ

I1=-mI2=0

IµA

IµR





Bobine à noyau de fer

di10
d
v1  ri
 N1 C 0
1 10   f 1
 dt 
dt

N2
1

V20

f1

1

f1 fuites

Ni 
d  1 10 

d
v1  r1i10  N1  air   N1 C 0
dt
dt

air

I20 = 0

I10

I2=0
V20

V’10

Transfo parfait

V10

Si l’on considère le courant sinusoïdal ce qui n’est en toute rigueur pas le cas on peut passer aux grandeurs
complexes.

V1  r1 I10  j f 1 I10  jN1C 0 avec V '10  jN1C 0 et V2   jN2C 0 



r1 est la résistance interne de la bobine primaire



 f 1 est l’inductance de fuite primaire



Lµ est l’inductance magnétisante



RF représente les pertes fer

II.1.2) Représentation de Fresnel
V1

IµA

10
IµR

I10= Iµ

C0  V’10

N1 10

V '10  

V20
 r1I10
m

jfI10

C0  V’10 car V '10  jN1C 0
f10 = fI10

f10

II.1.3) Bilan de puissances :

A vide le transformateur absorbe
Sommaire

5/37





P10  r1 I102 

2
10

V'


Q10   f 1 I102 

avec

V
Lµ
2
10

r1 I102 : pertes Joules de l'enroulement primaire
 2
qui mesuré est égal à P10  V1I10 cos 10 .
V '10
2
 R  Rµ I µA : pertes fer du circuit magnétique
 µ
 f 1 I102 : puissance réactive de fuite dans l'enroulement primaire
 2
qui mesuré est égal à
 V10
2
 L   Lµ I µR : puissance magnétisante du circuit magnétique
 µ

avec

Q10  V1I10 sin 10 .
II.2) Transformateur en charge :
II.2.1) Equations et schéma équivalent
C
i2

I1

I2

V1

1

f1

2

V2

f2

f1 fuites

f2 fuites

Secondaire

1   f 1  C

2   f 2  C

En convention récepteur

En convention générateur

v1  r1i1  N1
v1  r1i1  N1

Gauss

N2 spires
r2 résistances

Primaire
Flux

Tensions

N1 spires
r1 résistances

f1 

d1
dt
d f 1

v2  r2i2  N 2

d
 N1 C
dt
dt

Ni
N1i1
et C  1 1
 fer
air

v1  r1i1   f 1

d
di1
 N1 C
dt 
dt

v2  r2i2  N 2

f 2 

avec V1  N1

dC
N 2 di
 1 1
dt
 fer dt

L pure

Sommaire

d
 N2 C
dt
dt



Ni
N 2i2
et C  2 2 
 fer
air

v2  r2i2   f 2

d
di2
 N2 C 
dt 
dt


V2

V1

Tensions

d2
dt
d f 2

avec V2   N 2

dC
N 2 di
 2 2 
dt
 fer dt

L pure

6/37

I1

f1

r1

I2

N1 spires
r1 résistances

f1

Schéma

Lpure

fuites

V’1

V1

r2

Lpure

e1

VL  Lpure

VL  Lpure

di1
dt

On s’aperçoit alors que le rapport de transformation m  
Un bilan plus précis des ampères tours N1i1  N2i2  

f2
N1 spires
r1 résistances

f1

di2
dt

fuites

V2

e2 V’2

V2 N 2


V1 N1

. Si l’on ne néglige pas la force magnétomotrice 

alors on peut identifier cette perte d’ampère tours à un courant magnétisant que l’on trouve d’ailleurs à vide (le
courant secondaire étant nul) : N1i1  N2i2  N1iµ

soit en complexe N1 I1  N2 I2  N1 Iµ donc

I1  mI2  Iµ 

I1

r1

f1

-mI2

f2

r2

I2

N1 spires
r1 résistances

N1 spires
r1 résistances

f1

f1

fuites



fuites

I1µA

I1µR



V1



V2

V’2

V’1
N1

N2



II.2.2) Représentation de Fresnel



f2 // I2
V1

C  V’2

r1I1

-V’2
I1µA
I1µR

jf1 I1

V’1

2  V2+r2I2
-jf2 I2


-V2

-r2I2

2

-mI2

I1



I10
-I2

Sommaire

7/37

II.2.3) Bilan de puissances
Pertes Joules

PJ 1  r1I12

Pertes fer

Pfer  V1I1µA  Rµ I12µA

Puissance fournie

P1  V1I1 cos 1

Pertes Joules

PJ 2  r2 I 22

Puissance utile
Aux bornes de
l’enroulement
primaire

Dans
l’enroulement
primaire

P2  V2 I 2 cos 2

Dans
l’enroulement
secondaire

Dans le fer

Charge

Puissance disponible

Q2  V2 I 2 sin 2

Puissance
Puissance magnétisante absorbée par le
flux de fuite
Q  V I  L  I 2

Puissance fournie

Q1  V1I1 sin 1

Puissance
absorbée par le
flux de fuite

M

1 1µR

µ

1µR

Q f 2   f 2 I 22

Q f 1   f 1 I12

II.3) Transformateur dans l’hypothèse de Kapp :
II.3.1) Simplifications

Dans l’hypothèse de Kapp N1i1  N2i2  0

alors :
I1

I2



Le rapport des courants est alors tel que m  



Comme la tension primaire est V1  V1 r1  j f 1 I1 alors le rapport des tensions à vide :





V20
V20
V

 20  m 
V1 V1  r1  j f 1  I10 V1


L’approximation ainsi faite revient à considérer le schéma équivalent suivant
I1

r1

f1

-mI2

f2

r2

I2

N1 spires
r1 résistances

f1

N1 spires
r1 résistances

f1

fuites

fuites

V1

V2

V’2

V’1
N1

N2



On remarque que l’on peut toujours introduire les pertes fer par la présence du courant Iµ courant absorbé à vide
par le transformateur
I1
I1µA


f1

-mI2

f1

I1µR


f2
N1 spires
r1 résistances

f1

fuites

fuites

V’2

V’1
N1

Sommaire

r2

I2

N1 spires
r1 résistances


V1

r1

N2

V2



8/37

II.3.2) Schéma équivalent

I.1.1.1) Impédance ramenée au primaire : adaptation d’impédance

Si l’on considère un transformateur parfait V2  m V1
Or V2  Z  I2 donc V1 

I1

et mI2  I1 

Z
 I1 .
m2

I2

V1

V2
N1

N2

Z
Tout se passe comme si Z   2 était branché directement aux bornes du primaire
m
Le transformateur joue alors le rôle d’adaptateur d’impédance.
I.1.1.2) Schéma équivalent ramené au secondaire

Pour ramener les impédances r1 et  f 1 au secondaire il suffit d’exprimer U2 qu’en fonction des grandeurs du
secondaire : m  

V2 I1


V1 I2

V2  V2   r2  j f 2  I2

 mV1

V2  mV1  r2  j f 2  I2 avec V1  V1   r1  j f 1  I1
 mI2



En remplaçant V2  m V1   r1  j f 1  I1    r2  j f 2  I2 













En développant V2  mV1  m2 r1  j f 1 I2  r2  j f 2 I2 


V20



2
2

En regroupant les termes V2  V20   m r1  r2   j  m  f 1   f 2    I2 Cela fait apparaître deux impédances :
 


 
R2
L2



RS  m2 r1  r2 et LS  m2 f 1   f 2
I2

RS

LS
N1 spires
r1 résistances

f1

fuites


I1µA
V1



I1µR


V’2 =V20

V’1
N1

V2

N2

Ou

Sommaire

9/37

Z

I2

LS

RS

N1 spires
r1 résistances

f1

fuites


I1µA
V1

I1µR



V2

V’2 =V20=-mV1



I.1.1.3) Schéma équivalent ramené au primaire

Pour ramener les impédances r2 et  f 2 au primaire il suffit d’exprimer V1 qu’en fonction des grandeurs du primaire :

m

V2 I1


V1 I2

V1  V1   r1  j f 1  I1 

V2

V1  

m

V2
  r1  j f 1  I1  avec V2  V2   r2  j f 2  I2
m

 I1

m 
1
En remplaçant V1    V2   r2  j f 2  I2    r1  j f 1  I1 
m




En développant V1  

1
1
V2  2  r2  j f 2  I1   r1  j f 1  I1 
m
m


V  r

En regroupant les termes V1   2   22  r1  
m m



R1

RP 
I1



 
j  f 22   f 1    I1 Cela fait apparaître deux impédances :
m

 

L1

f2
r2
 r1 et LP  2   f 1
2
m
m
RP

LP

I2

N1 spires
r1 résistances

f1

fuites


I1µA
V1



I1µR


V2

-V2/m
N1

N2

I.1.1.4) Inductances mutuelles et coefficients de couplage

Si la bobine primaire est parcourue par i1  Iˆ1 sin t un flux 1 de même forme est produit par les spires de ce
bobinage, flux dont une fraction C  12 ( 1  12  1 f ) coupe les spires du bobinage secondaire.
Si M12 est le coefficient d'induction mutuelle entre les deux bobinages, il apparait aux bornes du secondaire une fém
induite e2   N 2
Sommaire

dC
di


  M12 1   M12 Iˆ1 sin  t   soit, en utilisant la notation complexe, E2   jM12 I1
dt
dt
2

10/37

Inductance propre ou self inductance : L1 

Inductance mutuelle : M 12 

N11
avec 1
i1

N 212
N
et M 21  1 21
i2
i1

Rq : Si le secondaire est un circuit fermé, la fém e2 va engendrer un courant i2 lequel produit à son tour un flux dont
une fraction induit dans l'enroulement primaire une fém e1 telle que E1   jM  I2 .


Sans fuites de flux:

Entre deux bobines parfaitement couplées : 12  21  1  2

12

i1

Alors
i2

M12  M 21  M
1 

M  N2

N
N

i1  M  2 L1  1 L2
N1
N2
N11  L1i1 



N2 
L1
N1 
N 2 N1
et
M
2

N
L1  1 

 
M

N 2 N1



et
 M  L2 L1
N12
L1 
 N1  L1 


M

  
Mi2

1 f i1

12

i1

1f

Donc N11  N112  N11 f et comme 12  21
Alors N11  N112  N11 f et comme i2 

2

1

Avec fuites de flux: coefficients de couplage

Les fuites entre les deux bobines font apparaître 1  12  1 f

L1i1

L N 
et 2   2 
L1  N1 

i2

1f

N1
i1
N2

La méthode de Boucherot : décompose les inductances

N1
N
et de même  f 2  L2  M 2 où apparaissent les inductances primaires : comme
N
N
1
2

Alors  f 1  L1  M

L1 p

L1 p 

1 p
i1





L2 p

N
N
N1
1  1 f  alors L1 p  L1   f 1  M 1 et de même L2 p  L2   f 2  M 2

N2
N1
i1

donc L1   f 1

 L

2

  f 2   M 2 et en se servant des inductances primaires M  L2 p L1 p





Et si l'on ramène toutes les fuites au primaire en supposant  f 2  0 , on obtient L1   f 1 L2  M 2 .
On chiffre le couplage plus ou moins serré des bobinages par deux coefficients :


Coefficient de couplage : 12  1 et k12 

12 21
M 12

 1 permet de voir le niveau de couplage.
1 2
L1 L2

Il dépend surtout de la position géométrique des circuits, d’autant plus proche de 1 que les circuits sont
couplés
Sommaire

11/37



Coefficient de dispersion de Blondel : On caractérise parfois le couplage par le coefficient de dispersion
de Blondel qui permet de chiffrer les fuites :  12 

L1 L2  M 2
M2
 1  k122  1  12
L1 L2
L1L2

 Sans fuite : L1L2  M 2  12  0
 Avec fuites : L1L2  M 2
Dans l’étude des transformateurs et de machines asynchrones on utilise également la définition du coefficient de
dispersion de Blondel :  



L1


Coefficient d’Hopkinson : rapport du flux total sur le flux utile  

Comme on a toujours L2 

f1
1
 1
1
12
12

N
N
N 22
L alors l‘inductance mutuelle devient M  kL2 1  kL1 2  k L1L2
2 1
N2
N1
N1

II.3.3) Mise sous tension

Vu du primaire, un transformateur réel est équivalent à un circuit inductif. A la mise sous tension, il se comporte
comme un circuit du 1er ordre en régime transitoire.
Selon l'instant de mise sous tension, l'intensité absorbée peut atteindre des valeurs importantes :

La mise sous tension d’un transformateur provoque une surintensité transitoire d’enclenchement pouvant atteindre
jusqu’à 13 fois le courant nominal avec des constantes de temps de 0,1 à 0,7 seconde.
Ce phénomène, dû à la magnétisation du circuit magnétique, provoque l’apparition d’un courant magnétisant
important appelé « Courant de démarrage ou d’enclenchement ».
L'asymétrie et la valeur crête du courant sont maximales lorsque l'enclenchement est effectué au passage à zéro de
la tension et lorsque l'induction rémanente sur la même phase atteint sa valeur la plus élevée.
La forme d’onde du courant est riche en harmonique de rang 2.
Ce phénomène correspond à une manœuvre normale d’exploitation du réseau ; il ne doit donc pas être interprété
comme un défaut par les protections qui devront laisser passer ce régime transitoire.

Sommaire

12/37

III) Exploitations de mesures et essais
III.1) Détermination du modèle : essais
III.1.1) Essai en continu détermination des résistances des bobinages

Un essai en continu où le bobinage primaire ou secondaire est parcouru par le courant nominal permet de
déterminer par la méthode voltampèremétrique la résistance des bobinages.
DC

VDC

DC

A

IDC

V

Schéma de l’essai en continu

III.1.2) Essai à vide sous tension nominale
P10
V1N

AC

AC

W

A

I10

V

V

V20

Schéma de l’essai à vide

V20
V1

On en déduit m 

V12
Les pertes fer Pfer  P10  Pj10 et donc Rµ car Pfer 
.
Kapp R

µ
2
r1I10

De même Q10  S10 2  P102 

V1I10 

2

 P102   f 1 I102 

V12
V2
 1  Q10 soit Lµ
Lµ Kapp Lµ

III.1.3) Essai en court circuit à courant nominal sous tension réduite
AC
AC

V1CC

A

P1CC

W

I1N

V

Schéma de l’essai en court-circuit

Les pertes Joule permettent de déterminer R2 P1CC  r1I12CC  r2 I 22CC  PferCC



 r1I12n  r2 I 22n  PJn  RS I 22n

Kapp

U12CC   0

Donc RS 

P1CC
I 22CC

Et comme le modèle ramené au secondaire donne
2

 mV1CC 
Q1CC
mV1CC
2
On en déduit aisément Z S 
donc X S  LS   
  RS  2
I 2CC
I 2CC
 I 2CC 

Sommaire

13/37

I2CC

RS

LS
N1 spires
r1 résistances

f1

fuites

V’2 =mV1CC

III.1.4) Test de la polarité ou des bornes homologues

Des courants entrants par les bornes homologues créent un flux orienté dans le même sens.
Si les tensions sont en phases elles sont homologues.
Supposons qu’au moment où les tensions atteignent leur maximum, la borne 1 soit positive par rapport à la borne 2,
et que la borne 3 soit positive par rapport à la borne 4. On dit alors que les bornes 1 et 3 possèdent la même
polarité. On l’indique en plaçant un point noir vis-à-vis la borne 1 et un autre près de la borne 3. Ces point sont
appelés marques de polarité.
1

I1

3

I2

V2

V1
2

Z

4

On peut réaliser un test de polarité d’un transformateur de la manière suivante :
On raccorde une pile de 1,5 V aux bornes basse tension du transformateur à travers un poussoir S.
Lors de la fermeture (une seule impulsion) du poussoir, une tension est induite dans le secondaire. Si à cet instant
l’aiguille du voltmètre dévie dans le bon sens, la borne du transformateur reliée à la borne positive du voltmètre est
marquée H1 et l’autre est marquée H2. Quant aux bornes à basse tension, celle qui est reliée au pôle positif de la pile
se nomme X1 et l’autre X2.

III.2) Indications de la plaque signalétique

La plaque signalétique nous renseigne sur :
Nom du constructeur et numéro de fabrication
La fréquence.
La puissance apparente S = V1I1N = V20I2N
La tension primaire nominale V1
La tension secondaire à vide V2V , et par conséquent sur m.
Les courants nominaux I2N et I1N
Sommaire

14/37

Le facteur K des transformateurs :
De nombreux analyseurs de réseaux calculent le facteur K du courant de charge directement ( K 

hmax

h I
h2

2 2
h

).

Une fois le facteur K de la charge connu, il suffit de choisir un transformateur avec un coefficient de surclassement
immédiatement supérieur à la valeur du facteur de charge K dans la série normalisée 4, 9,13, 20, 30, 40, 50.
Il est important de noter qu’une charge purement linéaire – appelant un courant purement sinusoïdal- aurait un
facteur K unitaire. Un facteur de charge K supérieur à 1 indique que les pertes dues aux courants de Foucault sont K
fois supérieures aux pertes pour la fréquence fondamentale. Les transformateurs de facteur de charge K sont donc
conçus pour avoir de très faibles pertes dues aux courants de Foucault àla fréquence fondamentale.
http://fr.leonardo-energy.org/wp-content/uploads/2008/01/3_5_2_harmoniques_choix-et-dimensionnement-destransformateurs.pdf
Sommaire

15/37

J:\COURS\04 Bts\BTS Electrotechnique\Sciences Appliquées\H2 Pollution harmonique norme
CEM\CA8332\Appli_facteur_K.pdf

III.3) Chute de tension :
y

cos 2 = 0,6
cos 2 = 0,8

V2%
6

cos 2 =0,9

4

V20

jLSI2



2 : imposé par la charge

2

x

V2

RSI2

I2

2 > 0

I2n

0
-2

2 < 0

-4

I2
cos 2 =0,9
cos 2 = 0,8
cos 2 = 0,6

En projetant sur x : V20 cos   V2  RS I2 cos 2  X S I2 sin 2
Donc V2  V20  V2 

V2  RS I 2 cos 2  X S I 2 sin 2
 V2 et comme  et faible donc cos   1
cos 

Donc V2  V20  V2  RS I 2 cos 2  X S I 2 sin 2
Il est commode d’indiquer la chute de tension pour le courant nominal par un pourcentage de la tension à vide :

V20  V2
 R%cos 2  X %sin 2 chute de tension
V20



V2 %  100



R%  100

RS I 2 n
est la chute de tension ohmique pour le courant nominal
V20



X %  100

X S I 2n
V20



VCC %  100

V1CC

V1

 R%    X % 
2

2

pourcentage de la tension primaire nécessaire pour obtenir le

courant nominal lorsque le secondaire est court-circuité.


SCC est définit comme la puissance apparente que le transformateur absorberait s’il était sous tension
nominale
III.4) Rendement

Le rendement est déterminé soit :


par la méthode des pertes séparées : essai à vide et en court circuit.



par la méthode directe par un essai en charge.



Sommaire

P2
P2

P1 P2  PJ  Pfer
16/37



P2
V2 I 2 cos 2


P1 V2 I 2 cos 2  RS I 22  Pfer

V2 cos 2
V2 cos 2  RS  I 2 

Pfer
I2

Cette fonction admet un maximum lorsque Pfer  Pjoules  RS I 22
Rq : Si le régime de fonctionnement du transformateur est rarement chargé on privilégiera un
transformateur avec de faibles pertes fer (faible volume de fer et de champ max) et des pertes Joules plus
importantes de façon à améliorer le rendement journalier.



Pertes
Joules

100

Pertes
Fer

I2N

I2

IV) Les différents types de transformateurs
IV.1) Transformateur de mesure :

Transformateur utilisé pour adapter la gamme et assurer l'isolation par rapport au dispositif mesuré d'un voltmètre
ou d'un ampèremètre.
IV.2) Transformateur de courant :

Transformateur de mesure abaisseur de courant (donc élévateur de tension), soit : m > 1. On
l'utilise notamment pour mesurer l'intensité d'un courant fort. Le primaire peut alors se
réduire à une seule spire ! Ce type de transformateur s'utilise avec secondaire en court-circuit
(dans le cas contraire, la tension apparaissant au secondaire pourrait être très élevée).
IV.3) Transformateur d'impédance :

Transformateur utilisé pour adapter l’impédance de deux circuits. Exemples : en audio,
sortie d'un ampli BF dont la charge est un haut-parleur d'impédance normalisée ( 8 à
1000Hz) ; en réseaux, adaptation d'impédance entre lignes de normes différentes.
IV.4) Transformateur d'impulsions :

Transformateur utilisé pour la commande (isolée) de gachette des thyristors et des triacs. Il
est important de respecter le sens de branchement des bobinages, puisque l'impulsion de
courant que le transformateur transmet est orientée dans le sens de conduction des semiconducteurs.

Sommaire

17/37

IV.5) Transformateur d'isolement :

Transformateur tel que m = 1. Utilisé pour assurer une isolation galvanique entre circuits, ou
encore adapter le régime de neutre (schéma de mise à la terre) aux besoins de l'installation.
Exemple : IT TN-S
IV.6) Transformateur à écran :

Transformateur d'isolement incluant un écran électrostatique (utilisation : CEM)
IV.7) Transformateur de sécurité :

Transformateur à écran à isolation renforcée (utilisation : CEM et sécurité électrique)
IV.8) Transformateur à point milieu :

Transformateur dont le primaire ou le secondaire possède une borne de connexion
supplémentaire au milieu de l'enroulement. Permet un schéma symétrique
IV.9) Autotransformateur :

Transformateur simplifié à un seul enroulement. Ne permet
pas l'isolation galvanique, mais autorise un réglage fin de la
tension secondaire par déplacement du curseur servant de
connexion de sortie sur l'enroulement.

V) Refroidissement des transformateurs
Il est nécessaire de refroidir les transformateurs de grosses puissances afin d'éviter la détérioration des
vernis isolants (courant de Foucault). Ce refroidissement peut se faire de différentes façons:
V.1) Refroidissement dans l'air

Le transformateur est mis dans une enceinte grillagée, la ventilation peut être naturelle ou forcée (ventilateur)
V.2) Refroidissement naturel dans l'huile

Une cuve renferme le transformateur. Cette cuve est munie d'ailettes. L'huile se refroidit au contact des parois
(échange thermique)
V.3) refroidissement par radiateur d'huile

L'huile circule naturellement dans un radiateur séparé de la cuve. Ce radiateur peut être ventilé et la circulation
d'huile forcée par une pompe.
V.4) Refroidissement avec hydroréfrigérant

La circulation de l'huile s'effectue dans une cuve contenant des tubes à l'intérieur desquels circule de l'eau froide.
V.5) Rôle du diélectrique

Le diélectrique assure le refroidissement et l'isolement des transformateurs. Selon les tensions appliquées aux
enroulements, l'isolement peut être assuré par: l'air, c'est le cas des petits transformateurs en BT l'huile minérale,
très employée dans tous les transformateurs de puissance, mais elle présente des risques d'incendies et d'explosion
de quartz, c'est un sable qui étouffe les flammes mais rend le refroidissement plus difficile.

Sommaire

18/37

D’autres infos
 Transformateur type TED
 Transformateur type TEH
 Transformateur type

http://www.augier.com/fra/public/public3fr.htm

Sommaire

19/37

Transformateurs Triphasés

I) Présentation
I.1) Constitution :

Un transformateur triphasé comporte un primaire et un secondaire qui peuvent être couplés de diverses manières.
I.2) Plaque signalétique :

La plaque signalétique nous renseigne sur :
Nom du constructeur et numéro de fabrication
La fréquence d’utilisation.
La puissance apparente S = 3V1I1N = 3V20I2N
La tension primaire nominale U1
La tension secondaire à vide U2V.
Les courants nominaux I 2 N 

S
S
et I1N 
3U 2 n
3U1N

I.3) Couplages :

Le rapport de transformation d’un transformateur triphasé est le quotient m 

U 20
.
U1

A la différence du transformateur monophasé ce rapport n’est pas toujours égal à

N2
car il dépend du mode de
N1

couplage.
I.3.1) Notations :

VA

Va

Une ligne correspond aux enroulements sur un noyau.

A

a

A,B,C sont les bornes hautes tension et a,b,c les bornes basses tension.

B

b

Ces bornes correspondent aux bornes homologues.

C

c

N

n

On suppose les enroulements bobinés dans le même sens.

N1

N2

Ainsi les tensions VA et Va sont en phases
I.3.2) Indice horaire h:


qui indique le déphasage 
6

compté en sens horaire d’une tension simple ou composée du secondaire Van ou



U ab par rapport à une tension simple ou composée du primaire VAN ou U AB

VAN

L’indice horaire est un nombre h multiplié par

I.3.3) Choix des couplages :

h=11

h=2

h=10

h=3

h=9

Van

h=4

h=8
h=7

Sommaire

h=1

h=6

h=5

20/37



La présence du neutre dans les installations basse tension permet d’obtenir 2 types de tension : simple pour
les usages domestiques usuels ou composée pour l’alimentation des petits moteurs.



Il est intéressant en haute tension d’avoir un couplage qui fait apparaître le neutre. Le neutre, les parties
métalliques et magnétiques sont mises au potentiel de la terre ce qui réduit l’isolement des bobines haute
tension.



On évite d’avoir le même couplage au primaire et au secondaire pour ne pas transmettre intégralement le
déséquilibre éventuel des courants. Sin le neutre est nécessaire des deux côtés alors le montage Yz ou Zy est
alors communément employé.

I.3.4) Couplages courants :

Symbole

Van/VAN

Montage

Diagramme Vectoriel

N1

Yy 0

N2
N1

N2
A

a

B

b

C

c

N

n

Va=Van

N2
3 N1

VC

a

B

b

C

c

N

n

VA

3

VC

N2/2

A

a

B

b

C

c

N

n

Sommaire

VB

Vc

Vb

N2/2

VAN

VA

-Vb
Va

/6
n

N

VC

VB

Vc

Vb

N2
A

a

B

b

C

c

N

n

UAB

VA=UAB
Uab

N2
N1

N2
N1

n

N

N1

Dd 0

Va=Uab
/6

2Van

3 N2
2 N1

Vb

UAB
UAB

N1

Dy 11

Vc

VB

N2
A

N1

Yz 11

n

N

N1

Yd 1

VA=VAN

a

B

b

C

c

N

n

Va

/6
n

N

VC

VB

Vc

Vb

UAB

N2
A

-Vb

VA

Uab
UAB

Va
n

N

VC

-Vb

VB

Vc

Vb

21/37

N1/2

A

2 N2
3 N1

Zy 1

2UAN

N2

N1/2

VA

a

B

b

C

c

N

n

Uab

2VAN

n

N

VC

Vc

VB

N2

Couplage étoile triangle Yd1 :
o

Vb

N1

I.3.5) Exemple :



Va=Van

/6





Les tensions sur une même colonne VA et Va sont toujours en phase :




on recherche le déphasage de VAN par rapport à Van (identique à U AB


 
par rapport à U ab ). La construction de Fresnel donne U AB  VA  VB et



Va  U ab nous permet de déterminer  U
 donc l’indice
ab 
6
U AB

A

a

B

b

C

c

N

n

VA

UAB
Va=Uab

UAB

/6
n

N

VC

VB

Vc

Vb

horaire est de 1
o


Rapport des tensions

V
N2
Van
U
N
: comme ab  2 or U ab  3 Van donc an 
VAN
VAN N1
VAN
3N1

o

N2/2

N1

Couplage zig zag Yz 11:





Les tensions sur une même colonne VA et Va sont toujours en phase : on







recherche le déphasage de VAN par rapport à Van (identique à U AB par




rapport à U ab ). La construction de Fresnel donne VA  VAN et



Va Vb

Van  
nous permet de déterminer  V
 11 donc
an 
2 2
6
VAN
l’indice horaire est de 11

A

a

B

b

C

c

N

n

N2/2

VAN

VA
2Van

-Vb
Va

/6
n

N

VC

VB

Vc

Vb




Va Vb
Van
Va
N2


o Rapport des tensions
: comme
et Van 
fait apparaître un triangle isocèle
2 2
VAN N1
VAN
dans lequel 2Van  3 Va donc

2
 Van  Va donc
3

2
 Van
N
3
 2 soit
VAN
N1

Van
V
N2
3 N2
3 N2



donc an 
VAN N  2
2 N1
VAN
2 N1
1
3
I.4) Modélisation
I.4.1) Modèle équivalent par phase:

On raisonne comme si le transformateur triphasé au secondaire était composé de trois transformateurs
monophasés où le secondaire serait monté en étoile. On utilise alors le modèle du transformateur monophasé où la
résistance et l’inductance de fuite primaires sont ramenées au secondaire.

Sommaire

22/37

Le modèle ci-dessous est celui de la phase A. Les tensions secondaires Va , Vb , Vc sont modifiées lorsque le
transformateur est chargé. Pour la phase a, on introduit V20 tension à vide phase neutre ce qui permet de faire
intervenir l’indice horaire.






 
 jh

V20  mV1  e j avec   VA ,Va 0  2  h  donc V20  m  e 6 V1
6

A

I1

me


I1µA

V1

I’1
I1µR





 jh


6

LS

RS

I2

f1

V’2 =V20

V’1
N1

N

a

N1 spires
r1 résistances

N2

fuites

V2

n

I.5) Bilan des puissances :
Pertes Joules

PJ 1  3r1I12
Puissance fournie

Pertes fer

Pfer  3Rµ I12µA 

3V12 U12




Pertes Joules

P1  3U1I1 cos 1

PJ 2  3r2 I 22

Puissance utile
Aux bornes de
l’enroulement
primaire

Dans
l’enroulement
primaire

Dans le fer

Dans
l’enroulement
secondaire

P2  3U 2 I 2 cos 2
Charge

Puissance disponible

Q2  3U 2 I 2 sin 2

Puissance fournie

Q1  3U1I1 sin 1

Puissance magnétisante
Puissance
absorbée par le
flux de fuite

QM  3V1I1µR  3Lµ I12µR 

3V12 U12

Lµ Lµ

Puissance
absorbée par le
flux de fuite

Q f 2  3 f 2 I 22

Q f 1  3 f 1 I12

II) Essais
II.1) Détermination du modèle : essais
II.2) Essai à vide sous tension nominale

Les pertes fer Pfer  P10  Pj10


2
3 r1I10

Sommaire

3V12 U12

.
Kapp R

µ

et donc Rµ car Pfer 

23/37

De même la puissance réactive » nécessaire à l’installation flux »

Q10  S10  P 
2

2
10



3U1 I10



2

3V12 U12
3V12
3V12 U12

soit donc Q10 
et ainsi
 P  3 f1  I 


Lµ Lµ
Lµ Kapp Lµ Lµ
2
10

2
10



II.3) Essai en court circuit à courant nominal sous tension réduite

I2CC

L2

R2

N1 spires
r1 résistances

f1

fuites

Les pertes Joule permettent de déterminer R2
U’2 =mU1CC

P
RS  1CC2
3  I 2CC
On en déduit aisément Z 2 

mV1CC
2
 R22   L2 2
I 2CC
2

 mV1CC 
Q1CC
2
donc X S  LS   
  RS  2
3I 2CC
 I 2CC 

AC

U1CC

V

AC

A

I1N

W
W

Schéma de l’essai en court-circuit

Sommaire

24/37

II.4) Diagramme de Kapp :

Comme en monophasé on obtient

y

V20

jLS I2



2 : imposé par la charge

x

V2

RSI2

I2

II.5) Rendement :

V2  V20  V2  RS I 2 cos 2  X S I 2 sin 2 donc U 2  3V2  3  RS I 2 cos 2  X S I 2 sin 2 
Le rendement est déterminé soit :


par la méthode des pertes séparées : essai à vide et en court circuit.



par la méthode directe par un essai en charge.



P2
P2

P1 P2  PJ  Pfer



P2
3U 2 I 2 cos 2


P1
3U 2 I 2 cos 2  3RS I 22  Pfer

3U 2 cos 2
3U 2 cos 2  3RS I 2 

Pfer
I2

II.6) Mise en parallèle de deux transformateurs

Les transformateurs sont des machines statiques dont la durée de vie est très longue.
Supposons que l’on construise une usine dont l’ensemble des récepteurs absorbe une puissance apparente de 1
MVA. On installera un transformateur d’alimentation de puissance apparente légèrement supérieure à 1 MVA.
Si l’usine décide de s’agrandir et que l’ensemble des récepteurs doit absorber, 3 MVA, deux solutions se présentent.
 Une première solution est de débrancher le transformateur existant et de le remplacer par un
transformateur de puissance un peu supérieure à 3 MVA, c’est une solution ‘’chère’’.
 Une deuxième solution consiste à acheter un transformateur de puissance apparente un peu supérieure à 2
MVA et à le placer en parallèle sur le transformateur déjà en place. Cette solution est moins onéreuse.
Mais, pour que l’on puisse coupler à vide 2 transfos triphasés, il faut que leurs diagrammes vectoriels de tension
coïncident (pas de ddp entre deux bornes), il faut que les deux transformateurs possèdent le :
Sommaire

25/37

Sommaire



Même rapport de transformation



Même ordre de succession des phases



Même décalage angulaire ou même indice horaire (éventuellement séparés de 4 ou 8) , ils doivent
donc appartenir au même groupe.



De plus, pour avoir une répartition correcte des puissances entre les 2 transfos en charge, il faut aussi
qu’ils aient la même chute de tension donc pratiquement la même tension de court -circuit

26/37

II.7) Transformateur triphasé en charge en régime sinusoïdal déséquilibré

Si le système des tensions primaire et secondaire est équilibré, on peut alors déterminer les courants secondaires
par la méthode de Fortescue par exemple.
Puis l’étude du théorème d’Ampère permet de trouver la relation entre courants primaires et secondaires.
N2/2

N1
A

I1

a

N2/2

I3

I2

Sur chaque colonne en négligeant le courant à vide (donc µ infini), le théorème d’ampère est applicable et donne

N I

i i

   0 soit N1 I1 

i

N2
N
I2  2 I3  0
2
2

II.8) Transformateur triphasé en charge en régime non-sinusoïdal de courant équilibré

Si le système des tensions primaire et secondaire est équilibré et sinusoïdal
L’étude du théorème d’Ampère permet de trouver la relation entre courants primaires et secondaires.
N2/2

N1
A

I1

a

I2

N2/2

I3

Sur chaque colonne en négligeant le courant à vide (donc µ infini), le théorème d’ampère est applicable et donne

N I

i i

i

   0 soit N1 I1 

N2
N
I2  2 I3  0
2
2

Les composantes continues des courants n’interviennent pas dans le couplage, mais modifient le flux magnétique.
C’est ce qui se passe par exemple dans le cas du redresseur à diode.

Sommaire

27/37

ANNEXES

A

ORGANISATION

Un transformateur
constitué :

triphasé

peut

être

B



soit par l'association de trois
transformateurs
monophasés
identiques,
 soit en bobinant les enroulements sur
trois colonnes d'un circuit magnétique
commun.

Transformateur triphasé
constitué de trois transformateurs
monophasés

C'est le plus souvent, la deuxième solution qui est
retenue car offrant, sur le plan de la construction, un prix
de revient plus faible.

Transformateur triphasé :
A : à simples colonnes
B : blindé à colonnes

Transformateur
triphasé

REPÉRAGE DE LA PLAQUE À BORNES

Les bornes HT sont repérées par les lettres capitales
A, B et C et les bornes BT par les minuscules a, b et
c.
Dans le cas où le neutre est disponible et distribué, on
trouve une borne supplémentaire.

COUPLAGE DES ENROULEMENTS

Sommaire

28/37

Sur chacune des colonnes sont disposés un enroulement primaire et un enroulement
secondaire.
Les trois enroulements primaires peuvent être couplés en triangle ou en étoile.
Les trois enroulements secondaires peuvent être couplés en triangle, en étoile ou en
zig-zags
Dans ce dernier cas le bobinage secondaire est constitué de deux bobines comportant
chacune une moitié des spires secondaires

Exemple de couplages :

A

B

C

a
A

n

a

b

B

c

a

b

c

A

B

C

C

c

Couplage zig-zag des enroulements
secondaires

Sommaire

b

Couplage étoile des enroulements
secondaires et primaires

Couplage étoile des enroulements
secondaires et couplage triangle
des enroulements primaires

29/37

Chaque mode de couplage est symbolisé
par une lettre : étoile : Y ou y; triangle: D
ou d; Zigzag : z

Couplages

Il en résulte six combinaisons possibles de
couplage :

Etoile Y

Triangle D

Y

D

I.1.1.1) C

Y-y ou Y-d ou Y-z

ou

Zig-zag Z

o
t
é

D-y ou D-d ou D-z

H

Nota : La lettre majuscule correspond à la plus haute tension (le plus souvent le primaire) et la
T
lettre minuscule à la plus basse tension.
Coté BT
y
d
z
RAPPORT DE TRANSFORMATION

Il est égal au rapport de la tension U1, entre deux fils de phase de la ligne primaire à la tension
U20. entre deux fils de phase de la ligne secondaire à vide.

mT 

U 20
U1

Les tensions U20 et U1, ne sont égales
aux
tensions
aux
bornes
des
enroulements que pour un couplage
triangle.
Le rapport de transformation est
étroitement lié au type de couplage retenu
pour le primaire et le secondaire.

Couplage

U20

U1

mT

Y-y

V20 3

V1 3

mV

Y-d

V20

V1 3

mV
3

Y-z

V20
3
2

V1 3

mV
2

D-y

V20 3

V1

mV 3

D-d

V20

V1

mV

D-z

V20
3
2

V1

mV
3
2

Le tableau donne les valeurs de mT en
fonction de mv (rapport de transformation
du transformateur monophasé à vide)
pour les différents types de couplages.

On peut observer que seuls les transformateurs présentant un couplage primaire analogue
au couplage secondaire offrent un rapport de transformation triphasé identique à celui du
transformateur à vide:

Sommaire

30/37

Exemple :

Transformateur D-y

En notant par V1 et V20 les tensions aux bornes des
enroulements et par U1 et U20 les tensions entre fils de
phases :

A
U1
B

V1

V20

C

a
U20
b
c
n

U1 = V1 et U20 V20 3
Le rapport de transformation en monophasé : mV  V20
V1

Le rapport en triphasé : mT  U20  V20 3
U1

V1

soit

mT = m V 3

RENDEMENT
Quel que soit le couplage retenu, le rendement du transformateur triphasé est :
P2

1
P2 pertes
Avec :

P2 U2I2 3cos2

Pertes : Pertes fer + Pertes joules (Pertes fer = essai à vide ; Pertes joules = essai en
court circuit)

Sommaire

31/37

Plaque signalétique d’un transformateur triphasé
Refroidissement du
transformateur

Tension d'alimentation
du primaire dans le
cadre de l'essai en
court-circuit (U1cc)

La fréquence nominale de
fonctionnement
recommandée par le
constructeur est de 50 hertz.

Indication du
couplage du primaire,
du couplage du
secondaire et de
l'indice horaire.

Il est assuré par convection naturelle
(AN) ou par convection forcée (AF) à
l'aide de ventilateurs montés sur le
transformateur.
Une ventilation du local peut aussi
être nécessaire si la température
ambiante devient supérieure à 20°C,
si le local est exigu ou mal ventilé,
ou si des surcharges fréquentes se
produisent.

Numéro de série

Puissance
apparente
nominale

Tension secondaire du
transformateur.
Intensité du courant circulant
dans le secondaire du
transformateur.

Il est possible
d'ajuster le rapport de
transformation
selon la valeur réelle
de la tension
primaire.

Masses du transformateur,
de l'enveloppe et du
transformateur (sans ses
roulettes) monté dans son
enveloppe.

Intensité du courant
circulant dans le primaire
du transformateur.

F1 : Classe de comportement au feu

C2 : Classe climatique

E2 : Classe d’environnement

50/125

Sommaire

32/37

Classe thermique F :

INDICE HORAIRE DE COUPLAGE

VAN

Van

Définition

a

b

c

A

B

C

Le déphasage entre tensions, mesurées
entre bornes homologues et neutre
naturel ou artificiel est, en triphasé, un
multiple de /3 radians (30 degrés).

n

VAN

Van
5h

Cette valeur correspond aux intervalles
horaires d'une horloge.

Couplage D-y avec
point neutre artificielle coté HT
Exemple de couplage horaire 5 heures

Le vecteur haute tension VAN, positionné à douze heures,
étant pris comme origine, l'indice horaire correspondra à
l'angle  formé par ce vecteur et le vecteur basse tension
Van.
 
(Van,VAN)

( = 150°)

(530°=150°)


avec k
6

Intérêt de l'indice horaire
Pour des raisons de continuité de service, ou des variations journalières voire saisonnières de
la consommation (il est nécessaire de pouvoir coupler en parallèle plusieurs transformateurs
afin de satisfaire à la demande d'énergie électrique), pour une modification d’installation.
Sommaire

33/37

Par exemple supposons que l’on construise une usine dont l’ensemble des récepteurs
absorbe une puissance apparente de 1MVA, on installera un transformateur légèrement
supérieure à 1MVA.
Si l’usine décide de s’agrandir et que l’ensemble des récepteurs doivent absorber 3MVA,
deux solutions se présentent
-

Une première solution est de débrancher le transformateur 1MVA existant et de le
remplacer par un transformateur de puissance un peu supérieure à 3MVA. C’est une
solution chère.
- Une deuxième solution consiste à acheter un transformateur de puissance apparente un
peu supérieure à 2MVA et à le placer en parallèle sur le transformateur déjà en place.
Cette solution est moins onéreuse. Mais il faut pour coupler des transformateurs tenir
compte de certaines conditions entre autre de l’indice horaire.
Conditions à satisfaire pour coupler des
transformateurs
Pour répartir, entre plusieurs transformateurs alimentés par une même source et débitant sur un même
circuit d'utilisation, la puissance totale il faut satisfaire aux conditions ci-après :
 les rapports de transformation des transformateurs doivent être égaux afin d'assurer
une égalité des tensions secondaires et ainsi éviter tout courant de circulation entre
enroulements,
 Le rapport des puissances nominales des transformateurs doit être compris entre 0,5
et 2, ceci afin que la répartition des charges soit acceptable
 Leurs tensions de court-circuit doivent être égales (il est admis une tolérance de +/-10%),
 Leurs couplages doivent être compatibles entre eux, c'est-à-dire :



soit, que leurs indices horaires soient identiques,
Soit, si ce n'est pas le cas, qu'ils appartiennent à l'un des quatre groupes de couplage
suivants :
 GROUPE I indices horaires 0, 4 et 8
 GROUPE II indices horaires 6, 10 et 2
 GROUPE III indices horaires 1 et 5
 GROUPE IV: indices horaires 7 et 11.

Exemple:
- un transformateur D-y 11 peut fonctionner avec un transformateur Y-z 11 : même indice
horaire.
- un transformateur Y-d 1 peut fonctionner avec un transformateur D-y 5 : indice horaire
différent mais appartenant au même groupe (groupe III).
- un transformateur Y-z 11 ne peut pas fonctionner avec un transformateur Y-y 0 : indice
horaire et groupe différents.
Van

Exemple de couplage

Les transformateurs de distribution HTA / BT ont
généralement le couplage D-y n 11.
Sommaire

a

b

c

A

B

C

VAN
UAB

34/37

La figure montre le couplage des enroulements et
leurs raccordements sur la plaque à bornes.

Couplage D-y 11 (Dy11)

Recherche de l'indice.

Nous nous proposons de tracer le graphique des tensions pour vérifier l'indice horaire de ce
transformateur en considérant que le sens d'enroulement des bobines primaire et
secondaire est identique.

Le vecteur tension VAN est pris comme origine et positionné à 12 heures ; on construit alors
les vecteurs UAB, UBC, UCA.

Il suffit ensuite de construire les tensions secondaires en remarquant que les tensions, aux
bornes d'enroulements appartenant au même noyau, sont en concordance de phase ou
en opposition de phase.

Dans notre exemple, la tension Van, est en concordance de phase avec la tension UAB.
Le graphique montre que le vecteur tension Van, est bien positionné à 11 heures
( = 1130 = 330°).

11h
UAB

a
UCA

VAN

Van

b

c
Sommaire

UBC
35/37

Diagramme des tensions
d’un transformateur D-y
11 (Dy11)

Sommaire

36/37

Couplages usuels des transformateurs triphasés

Sommaire

37/37


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