Fonction Alimenter – Transformateur Triphasé
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Introduction
Les transformateurs triphasés sont essentiels pour la distribution électrique industrielle. Ils permettent d’élever ou d’abaisser les tensions entre réseaux HTB (Haute Tension B), HTA (Moyenne Tension) et BT (Basse Tension).
1. Constitution et couplages
1.1 Types de couplages
Étoile (Y)
- Tension ligne : \( U = \sqrt{3} \times U_{phase} \)
- Point neutre disponible
Triangle (Δ)
- Tension ligne : \( U = U_{phase} \)
- Pas de neutre
1.2 Combinaisons possibles
| Couplage | Exemple | Application |
|---|---|---|
| Yy | 20kV/400V | Distribution BT |
| Dy | 400V/230V | Alimentation tertiaire |
| Yd | 63kV/20kV | Poste HTA |
2. Rapport de transformation
2.1 Relation fondamentale
\( m = \frac{U_{2ligne}}{U_{1ligne}} = \frac{N_2}{N_1} \times k \)
Où \( k \) dépend du couplage :
- \( k = 1 \) pour Yy ou ΔΔ
- \( k = \sqrt{3} \) pour Dy
- \( k = \frac{1}{\sqrt{3}} \) pour Yd
2.2 Exemple de calcul
3. Puissance et rendement
3.1 Puissance apparente
\( S = \sqrt{3} \times U_{ligne} \times I_{ligne} \)
3.2 Rendement
Pertes fer (Pfe)
Constant avec la charge
Pertes cuivre (Pcu)
∝ \( I^2 \) (variable avec charge)
\( \eta = \frac{P_u}{P_u + P_{fe} + P_{cu}} \)
4. Applications industrielles
4.1 Postes de transformation
4.2 Alimentation des machines
- Moteurs asynchrones triphasés
- Fours industriels
- Onduleurs de puissance
Exercice d’application
Un transformateur Dy a les caractéristiques :
– Primaire : 20kV (Δ), Secondaire : 400V (Y)
– Puissance : 250kVA, Pertes fer = 800W, Pertes cuivre = 2kW à pleine charge
1. Calculez le rapport de transformation
2. Déterminez le rendement à 75% de charge (\( \cos\varphi = 0,85 \))
