Définition: Parfois, dans les transformateurs de puissance élevée, le troisième enroulement est construit en plus des enroulements primaire et secondaire. Le troisième enroulement est appelé enroulement tertiaire et, en raison des trois enroulements, le transformateur est appelé transformateur à trois enroulements.
Les tensions nominales des trois enroulements du transformateur sont généralement inégales. L’enroulement primaire a la tension nominale la plus élevée ; le tertiaire a la tension nominale la plus basse et le secondaire a la tension nominale intermédiaire.
Les principaux avantages des transformateurs à trois enroulements sont leur économie de construction et leur grande efficacité. Le schéma de principe d’un transformateur triphasé est présenté dans la figure ci-dessous.
Pour un transformateur idéal,
L’avantage le plus important du troisième enroulement est que les harmoniques générées par les enroulements primaire et secondaire s’éteignent par le troisième enroulement. Le troisième enroulement est connecté en triangle.
La tension de l’enroulement tertiaire diffère de celle des enroulements primaire et secondaire. Ainsi, il est utilisé pour alimenter les appareils auxiliaires comme le ventilateur, le tube lumineux, etc. des sous-stations. L’enroulement tertiaire est utilisé pour les applications suivantes.
- La puissance réactive est fournie aux sous-stations à l’aide de l’enroulement tertiaire.
- L’enroulement tertiaire réduit l’impédance du circuit afin que le courant de défaut passe facilement à la terre.
- Il est utilisé pour tester le transformateur de haut calibre.
Circuit équivalent d’un transformateur à trois enroulements
Le schéma de circuit équivalent du transformateur triphasé est présenté sur la figure. Considérez le R1R2 et R3 sont la résistance et le X1,X2 et X3 sont l’impédance de leurs enroulements.
Le V1V2V3 sont les tensions et le I1JE2JE3 le courant circule dans leurs enroulements.
Détermination des paramètres des transformateurs à trois enroulements
Les paramètres du circuit équivalent peuvent être déterminés à partir du circuit ouvert et des trois tests de court-circuit.
Test de court-circuit
Considérez le Z1,Z2 et Z3 sont les impédances des trois transformateurs d’enroulement. Ces impédances sont considérées comme base pour effectuer le test de court-circuit. Pour le test de court-circuit, les deux enroulements sont en court-circuit et le troisième enroulement reste ouvert.
Dans un premier temps, considérez que les enroulements 1 et 2 sont en court-circuit. L’enroulement basse tension est appliqué à l’enroulement 1 grâce à quoi le courant à pleine charge circule à travers l’enroulement 2. Le Z12 indique l’impédance des enroulements 1 et 2 et elle est mesurée comme
Résistance équivalente,
Réactance de fuite équivalente,
Le Z12 est la combinaison en série de Z1 et Z2 respectivement,
Dans un deuxième temps, le troisième enroulement est court-circuité avec le deuxième enroulement et le premier enroulement est maintenu ouvert. La source basse tension est appliquée aux bornes du troisième enroulement de sorte que le courant à pleine charge circule à travers le deuxième enroulement. Le Z23 représente l’impédance des enroulements 2 et 3 et l’équation ci-dessous l’exprime
Lors de la troisième étape, le deuxième enroulement est ouvert et les premier et troisième enroulements sont court-circuités. La basse tension est fournie au troisième enroulement et le courant à pleine charge circule dans les premiers enroulements. Le Z13 est l’impédance du premier et du troisième enroulement.
En résolvant les équations (1), (2) et (3), nous obtenons l’impédance de fuite Z1,Z2 et Z3 tous appelés primaires,
Test en circuit ouvert
Test en circuit ouvertLe test en circuit ouvert est effectué pour déterminer la perte du noyau, l’impédance magnétisante et les rapports de spire. Lors d’un test en circuit ouvert, le voltmètre, l’ampèremètre et le wattmètre sont connectés dans un enroulement basse tension. Le côté secondaire reste ouvert et le voltmètre est connecté.
Puisque le côté haute tension est ouvert, le courant consommé par le primaire est un courant à vide et je0 mesurée par l’ampèremètre A. L’impédance magnétisante peut être trouvée en excitant l’enroulement de courant 1, les enroulements 2 et 3 étant en circuit ouvert. Ensuite, nous avons,
La régulation de tension d’un transformateur à trois enroulements est définie comme le rapport entre l’ampleur de la charge réelle en kVA de l’enroulement et le kVA de base utilisé pour déterminer les paramètres du réseau.