Travaux
dirigés
Le transformateur triphasé
BTS MaintenanceIndustrielle
Exercice n°1 :
Un courant triphasé équilibré alimente un transformateur triphasé dont le primaire est couplé en étoile.
On veut mesurer le courant à vide et les pertes à vide par la méthode des deux wattmètres.
L'essai à vide donne :
-tension primaire U10 = 380 V
-indications des wattmètres : P1 = 93 W, P2 = - 53 W
1) Représenter un schéma du montage permettant la mesure de la puissance par la méthode des deux wattmètres.
2)
Déterminer :-la puissance active absorbée -la puissance réactive consommée -le facteur de puissance
-le courant dans un fil de ligne et dans un enroulement.
3)
La résistance entre phases au primaire est : R = 0,8 Ω; Calculer : -la résistance d'un enroulement-la puissance perdue par effet Joule lors de l'essai à vide pour le système triphasé.
4)
Déduire des questions précédentes les pertes dans le fer.Exercice n°2 :
Son couplage est triangle étoile ∆y. Chaque colonne du transformateur porte un enroulement primaire de N1 spires et un enroulement secondaire de N2 spires.
II.1. Compléter le document réponse 2 pour satisfaire ce couplage.
II.2. On effectue un essai à vide sous tension nominale. La puissance absorbée, mesurée par la méthode des deux wattmètres donne les résultats suivants :
l'un indique Pl = 8,8 W ; l'autre P2 = 2,4 W.
a) quelle est la puissance active absorbée à vide ? que représente t- elle ? b) calculer la puissance réactive absorbée.
c) quel est le facteur de puissance à vide ?
d) Donner le schéma de montage : éléments utilisés et appareils de mesure nécessaires.
II.3. Quel essai reste-t-il à faire (identique à celui effectué dans le cas d'un transformateur monophasé) pour pouvoir déterminer le rendement de ce transformateur par la méthode des pertes séparées ?
BTS Maintenance Industrielle : Travaux dirigés Le transformateur triphasé
Exercice n°3 :
fig. l Un système comprend les éléments suivants :
- un transformateur triphasé.
- un filtre d'harmoniques que l'on n'étudiera pas.
- un redresseur commandé et son système de commande associé à une boucle de régulation
- un moteur à courant continu qui entraîne une charge à vitesse variable.
Transformateur d’alimentation :
Ce transformateur a ses enroulements connectés comme indiqué sur la figure 3. Il est alimenté par un système de tensions triphasé équilibré direct. Les valeurs efficaces des tensions composées valent respectivement 10,0 kV au primaire et 450V au secondaire. On note N1 le nombre de spires d’un enroulement primaire et N2
celui d’un enroulement secondaire. Ce transformateur est supposé parfait.
A B
C
a b c
N
1N
2Figure 3
Le transformateur convertit la moyenne tension en basse tension, il alimente divers appareillages. Sa puissance nominale est de 100 kVA, le primaire est couplé en triangle et le secondaire est couplé en étoile.
Les essais de ce transformateur ont donné les résultats suivants : - à vide
Tension primaire nominale entre phases U1n = 20 kV, tension secondaire entre phases U20 = 388 V.
- en court-circuit :
Le facteur de puissance primaire vaut cos ϕ1cc = 0,557 et les pertes par effet Joule valent alors
PJcc = 4500 watts lorsque I2cc = I2n courant secondaire.
1 .1) Quels sont le rapport de transformation et le courant nominal secondaire ?
1.2) Déterminer les éléments Rs et Xs du schéma équivalent ramené au secondaire par phase.
1.3) Sous quelle tension primaire a été effectué cet essai en court-circuit ? Représenter le schéma de principe du montage correspondant à cet essai et préciser comment déterminer le cos ϕicc.
1.4) On définit la puissance de court-circuit d'un transformateur comme étant la puissance apparente qu'il absorberait sous tension nominale si le secondaire était en court-circuit. Quelle est la puissance de court-circuit de ce transformateur ?
BTS Maintenance Industrielle : Travaux dirigés Le transformateur triphasé
F Commande Régulation
DT MCC
MT BT
