Transformateurs
Le courant alternatif permet l'utilisation de transformateurs
Electricité
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On a choisi le courant alternatif pour le transport de l'énergie électrique car il permet l'utilisation de transformateurs.
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Index transformateurs

Les transformateurs (page d'information générale) permettent de modifier la tension du réseau électrique. Les autotransformateurs ont un bobinage qui sert à la fois de primaire et de secondaire. On n'utilise qu'une partie des spires pour le primaire ou le secondaire et on élève ou rabaisse ainsi la tension.

Le couplage des bobinages de transformateurs triphasés est expliqué ici: couplage étoile, triangle ou zig-zag. Nous expliquons également pourquoi on utilise de préférence un type de couplage par rapport à un autre.

Dans les grandes installations industrielles (transport d'électricité) on utilise souvent trois transformateurs monophasés. On peut ainsi utiliser des transformateurs moins volumineux qui sont plus aisément transportés. En ajoutant un seul transformateur, on a une installation plus fiable avec un transfo de réserve qui peut être utilisé en cas de panne ou d'entretien d'un des trois transfos.

Les pertes dans les transformateurs sont très faible en rapport avec la puissance transmise, c'est surtout le cas pour les transformateurs de puissance utilisés dans la distribution.


Les survolteurs-dévolteurs permettent de modifier légèrement la tension de sortie d'un transformateur industriel. Il ne s'agit pas ici de variacs qui ne sont utilisés que pour de faibles puissances.

Il ne peut pas y avoir d'interruption dans le transport et la distribition de l'électricité: il s'agit de régleurs en charge.

Introduction sur les transformateurs haute tension, en particulier les survolteurs-dévolteurs et les transformateurs déphaseurs.

Les transformateurs survolteurs-dévolteurs ne sont utilisés que pour un réseau arborescent (distribution uniquement).

Les transformateurs déphaseurs n'ont aucune utilité sur une ligne électrique normale (réseau de distribution en arborescence ou installation particulière).

Le commutateur à droite est un régleur en charge pour 150kV 400A


Les transformateurs à déphasage (quadrature booster en anglais, dwarsregeltransformator en néerlandais) sont utilisés dans le transport d'électricité. Ils permettent de diriger l'électricité prioritairement vers l'un ou l'autre ligne (ligne électrique en boucle) ou d'échanger de la puissance entre différents pays.

Les transformateurs de déphasage sont utilisés à la place des régleurs en charge dans les réseaux maillés.


Les régulateurs à induction permettent un réglage très fin de la tension de sortie. Ils ressemblent à un moteur avec un stator et un rotor, mais le moteur ne peut pas tourner librement. En modifiant l'angle du rotor par rapport au stator, on modifie la tension en sortie. Ce sont des appareils très fiables car ils n'ont pas de contacts, mais ils ne sont utilisés que pour les puissances moyennes à cause des pertes causées par l'entrefer. Ces régulateurs existent en monophasé et triphasé. Contrairement aux variateurs électroniques, ces régulateurs ne produisent pas de parasites.


Les transformateurs variables (variacs ou alternostats) modifient la tension en sortie de 0 à 100% (et parfois même plus). Ils existent en version mono (un bobinage) et triphasée (deux ou trois bobinages). Ils sont utilisés pour les basses puissances (maximum 10kVA environ). Ils peuvent être équipés d'une commande électrique.


Les transformateurs ferro-résonnants permettent de stabiliser la tension en sortie. Ils permettent également de réduire les parasites et limitent le courant maximal. Il s'agit d'un système complètement automatique basé sur la ferro-résonance d'un bobinage secondaire.


Les transfos rotatifs transmettent la puissance électrique à un système en rotation sans devoir utiliser de bagues et de balais frotteurs. Les transfos rotatifs étaient utilisés dans les magnétoscopes et camescopes pour transmettre le signal des têtes au circuit électronique. On les utilise maintenant pour transmettre de la puissance électrique à un axe en rotation, leur fonction principale n'est pas de transformer la tension.


Le transfo d'intensité est employé pour mesurer des courants de façon sûre (l'appareil de mesure est à l'abri de la haute tension). Ce type de transfo n'est pas conçu pour transmettre de la puissance du réseau haute tension au réseau de mesure. Les transformateurs d'intensité permettent de mesurer des courants de 1 à plus de 1000A. Ils réduisent le courant d'un facteur 1:1000 ou autre. Les transformateurs à sonde de hall peuvent également mesurer le courant continu.


Un truc s'il faut légèrement réduire la tension de secteur avec un transfo rabaisseur c'est d'utiliser non pas un transfo 240V vers 220V (lourd et cher), mais un transfo 240V vers 24V (moins lourd et facile à trouver).

A droite: un transfo branché entre 0 et 380V +5% dans un réseau sans neutre. Il n'y a pas de 230V disponible dans un tel réseau et il faut un transfo pour produire du 230V. On utilise ici le branchement +5% car la tension de secteur est entretemps passée à 400V.

Un tel transformateur (avec branchements à -5% et +5%) peuvent être utilisés pour rabaisser la tension d'alimentation de 240V à 220V pour alimenter certains appareils qui ne peuvent pas fonctionner sur du 240V.


Quand il s'agit de transformer du continu en alternatif (en provenance de batteries ou de panneaux photovoltaïques) on utilise un onduleur. La plupart fonctionnenent en îlot totalement isolé du réseau, mais certains sont conçus pour injecter la production locale dans le réseau de distribution.


Transformateurs, masse et neutre

Il y a une réponse à une question d'un visiteur sur la page consacrée à la masse et au neutre. On peut en effet utiliser un transformateur à l'envers, donc alimenté au secondaire et charge branchée au primaire, mais uniquement si les tensions correspondent. Un bobinage indiqué 230V net peut être alimenté qu'en 230V (ou moins, mais avec une réduction linéaire de la puissance disponible).

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