TD2 Transformateur triphasé

ISET SIDI BOUZID
A.U : 2014/2015
TD N°2
EXERCICE N°1 :
Dans chacun des cas, on vous demande :
1. De tracer l’étoile des tensions primaires et secondaires ;
2. De déterminer le type de couplage au primaire et au secondaire ;
3. De déterminer l’indice horaire ;
4. Les réponses trouvées sont-elles uniques ?
EXERCICE N°2 :
Un transformateur triphasé Dyn, 1,5 kV - 410 V, a un courant nominal secondaire égal `à 70
A. Deux essais ont permis de déterminer P10 = 400W et P1cc = 780W à I2n.
Calculez :
1. Le rapport de transformation m ;
2. L´intensité primaire nominale ;
3. La puissance apparente nominale au primaire ;
4. La puissance active fournie par le secondaire `a une charge résistive absorbant
70 A ;
5. La puissance active fournie par le secondaire à une charge inductive cosφ = 0, 85
absorbant 50 A.
EXERCICE N°3 :
Un transformateur de puissance apparente Sn = 1000kVA et de tension à vide
U20 = 410V est couplé comme indiqué ci-dessous.
Gassoumi Mahmoud
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Dans tout ce qui suit, son primaire est alimenté sous 20kV-50Hz.
1. Déterminer son indice horaire, son rapport de transformation m ainsi que son rapport des
nombres de spires N2/N1 ;
2. Calculer son courant assigné au secondaire I2n ;
3. L’essai en court-circuit a ´et´e effectué par la m´méthode du double wattmètre. On note
PAC et PBC les mesures correspondantes. Sachant que, pour I2 = I2n, on a relevé PAC =
22kW et PBC = −11kW, calculer Rs, tan
c
et Xs ;
4. Pour un débit de 1400A sur une charge capacitive équilibré de facteur de puissance 0,8,
calculer ∆V2, U2 et le rendement sachant que les pertes `a vide valent 2,3kW ;
5. On place au secondaire une charge triphasé équilibré couplé en étoile, d’impédance par
phase Z = 0.147 + j * 0.085. Calculer I2 etU2.
EXERCICE N°4 :
Une station de métro est alimentée en énergie électrique par un transformateur triphasé
(Eclairage, signalisation, ventilation, pompage des eaux).
-
Puissance apparente =160KVA ;
-
Primaire U1 = 20KV couplage triangle ;
-
Secondaire : 220V/380V, en charge nominale, couplage étoile
1. Bilan des puissances :
a. L’intensité nominale au secondaire vaut 230A. Calculer la puissance active nominale, avec
un facteur de puissance de 0.8 ;
b. Dans ces conditions, le rendement est maximal, et vaut 0.96 :
Calculer les pertes cuivre et les pertes fer (que l’on suppose égalées).
2. On s’intéresse maintenant à une colonne du transformateur. Elle se comporte comme un
transformateur monophasé, composé de :
• Un enroulement primaire sous 20KV ;
• Un enroulement secondaire, débitant un courant de 200A, dans un circuit inductif de
facteur de puissance 0.8.
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a. En charge nominale, la chute de tension vaut 5% de la tension à vide au secondaire,
calculer la tension à vide et le rapport de transformation ;
b. Déterminer la résistance équivalente Rs ramené au secondaire ;
c. Déterminer la réactance de fuite ramenée au secondaire.
EXERCICE N°5 :
Un transformateur triphasé a les caractéristiques suivantes : Sn = 110KV A; U1n = 21KV;
U2n = 400V ; couplage Dy.
Il a réalisé aux essais les performances suivantes :
-
à vide : U1 = 21KV ; U20 = 420V ; I0 = 0.2A et P0 = 500W ;
-
En court-circuit :U1cc = 1KV ; I2cc = 200A et Pcc = 3KW.
1. Calculer le rapport de transformation m et le décalage des grandeurs secondaires par
rapport aux grandeurs primaires ;
2. Calculer l’impédance interne ramenée au secondaire Zs du schéma équivalent monophasé ;
3. On charge le transformateur par une impédance qui absorbe 100KW sous une tension de
400V avec un facteur de puissance 0.9AR. Cette charge est supposée couplée en triangle.
Calculer :
a. Son impédance par phase ;
b. Le courant de ligne absorbé par la charge ;
c. La chute de tension dans le transformateur ;
d. Le courant dans les phases du primaire ;
e. La tension qu’il faut appliquer au primaire ;
f. Le rendement du transformateur.
4. La tension d’alimentation du transformateur étant égale à U1n. La charge étant purement
résistive :
a. Calculer le courant de ligne secondaire permettant d’avoir le rendement maximum ;
b. Déterminer alors la valeur de la tension aux bornes de la charge.
EXERCICE N°6 :
Un transformateur triphasé T, de tension secondaire à vide U20 = 420V et d’impédance de
court-circuit Zs = 0, 26 + j *0, 57 est placé en parallèle sur un transformateurT0 de même
caractéristiques mais d´impédance de court-circuit Zs’= 0, 26 + j*0, 57.
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1. Pour I2 (courant au secondaire de T) égal à 30A, calculer le courant I2’ fourni par T0, le
courant total débité I2t, la tension entre phases U2 et les puissances actives et réactives
fournies par chaque transformateur si la charge est purement résistive ;
2. L’ensemble débite dans une charge constitué par trois impédances :
Z = 7.5+j*13 couplés en triangle.
a. Déterminer l’impédance Zt équivalente à la mise en parallèle de Zs et de Zs’ ;
b. Remplacer le couplage triangle de la charge par un couplage étoile de trois impédances Ze
dont on précisera la valeur ;
c. En utilisant ce qui précède, calculer I2t, U2 , I2 et I2’.
Gassoumi Mahmoud
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