Transformateur à trois enroulements

Un transformateur à 3 enroulements est un mécanisme électrique très distinct de la configuration habituelle des transformateurs électriques à enroulements. Comme son nom l’indique, le premier a un enroulement ou une bobine supplémentaire connecté au noyau du transformateur. Il est connu sous le nom d’enroulement tertiaire, considéré comme un enroulement secondaire qui transfère la tension de sortie à la charge.

Les transformateurs à enroulements tertiaires présentent de multiples avantages pour la distribution d’énergie et la sécurité. Il évite les déséquilibres de tension et alimente également les autres équipements et appareils de la sous-station. Enfin, il assure une protection contre les courts-circuits dans un circuit en triangle.

Heureusement, Jiangsu Daelim Electric Co. Ltd. propose des configurations de transformateur monophasé à 3 enroulements pour divers réseaux électriques et systèmes de transformateurs. Ayant 15 ans de production d’équipements électriques, Daelim s’assure que les produits sont de haute qualité. La sécurité est également garantie car Daelim répond aux normes internationales ANSI, IEEE, CSA et IEC.

Transformateur monté sur socle

Nous pouvons vous fournir un transformateur monté sur socle monophasé et triphasé.

Transformateur de type sec

Type : Résine coulée ; Capacité nominale : jusqu'à 25 MVA ; Tension nominale : jusqu'à 36 kV ;

Transformateur de pôle

Type :Type CSP Fréquence : 50/60 Hz ; Puissance nominale : 5~167kva

Transformador sumergido en aceite

Fréquence : 50/60 Hz Tension nominale : 10kv, 20kv, 30kv Puissance nominale : 400~2500kva

Three-Winding Transformer Specification: The Ultimate FAQ Guide

Que sont les transformateurs à trois enroulements ?

Three-Winding Transformer design drawing
Three-Winding Transformer design drawing

Un transformateur monophasé à 3 enroulements est un mécanisme différent pour transférer les tensions d’une bobine à une autre. Tout comme les homologues monophasés à deux enroulements, le premier fonctionne avec les mêmes pièces essentielles.

L’enroulement primaire, par exemple, est l’endroit d’où provient la tension d’entrée et est fixé au noyau en tôle d’acier au silicone. Ensuite, le noyau du transformateur fournira alors un moyen pour l’électricité de se déplacer dans le flux magnétique. Enfin, l’enroulement secondaire portera la tension de sortie jusqu’à sa charge destinée.

De plus, les deux transformateurs peuvent également fonctionner comme transformateur élévateur ou abaisseur. Ils fonctionnent sur le principe de base du “rapport de tours”. Il détermine le taux de tension d’entrée-sortie en fonction du nombre de “tours” sur les bobines des deux enroulements. La fréquence de rotation dans un enroulement signifie qu’il a ou nécessite plus de taux de tension que l’autre.

Dans ce cas, un transformateur élévateur signifiera une tension de sortie plus élevée que l’entrée, le deuxième enroulement ayant plus de spires de bobine. Pendant ce temps, un transformateur abaisseur a moins de tension de sortie car le premier enroulement a plus de spires de bobine.

Three-phase transformer winding

Néanmoins, les transformateurs électriques à trois enroulements ont un enroulement tertiaire connecté au côté sortie de la bobine. Le taux de tension de l’enroulement primaire (d’entrée) sera divisé entre les deux enroulements restants dans cette configuration.

En fonction des tours dans chacune des bobines secondaires, la quantité de tension n’est pas uniformément répartie dans ce mécanisme. Ainsi, l’enroulement secondaire peut avoir un régime de tension supérieur à celui de l’enroulement tertiaire.

Comment fonctionnent les transformateurs à trois enroulements ?

10 KV High Voltage Distribution 3 Phase Transformer

Les transformateurs à trois enroulements fonctionnent de la même manière qu’un transformateur électrique monophasé typique avec un enroulement primaire et un enroulement secondaire. Dans ce cas, la principale différence entre les deux types de transformateurs est un enroulement tertiaire dans le premier. Cependant, les fonctions du troisième enroulement peuvent légèrement changer en fonction des connexions dans le transformateur.

Par exemple, dans une connexion simple, une bobine primaire est attachée à un côté du noyau. De l’autre côté du noyau, il y a deux bobines secondaires. Les deux enroulements secondaires partageront la tension d’entrée de la source d’alimentation et dans l’enroulement primaire. Le troisième enroulement, dans ce cas, est une ligne électrique séparée vers une autre charge avec moins de tension que le deuxième enroulement,

En revanche, la structure du troisième enroulement est différente dans une connexion étoile-étoile. Celui-ci implique un troisième enroulement dans une connexion en triangle, avec trois bobines attachées de manière triangulaire.

Dans un transformateur étoile-étoile, le troisième enroulement fournit une voie pour les courants d’équilibrage. Le chemin est généré lorsque la connexion n’est pas établie d’une série à l’autre. Au lieu de cela, sans ces voies de connexion de câblage, il peut en résulter des bornes de sortie ayant des valeurs variées.

L’ajout d’un enroulement tertiaire offre un autre moyen de faire circuler un courant équilibré lorsque des charges déséquilibrées se trouvent des deux côtés. L’ajout d’une troisième bobine est crucial. Il permet des décalages de tension et des tensions asymétriques, ce qui serait très dangereux autrement.

Néanmoins, dans les deux configurations, le nombre de tours dans les bobines est crucial. Le principe du “rapport de tours” stipule que les enroulements avec plus de tours sur le noyau du transformateur nécessitent un taux de tension plus élevé. Ainsi, l’une ou l’autre de ces configurations est utile dans un système de transformateur élévateur et abaisseur.

Transformateurs à deux enroulements ou à trois enroulements

Les transformateurs monophasés à deux enroulements et à trois enroulements diffèrent par le nombre de bobines connectées dans le transformateur. Néanmoins, chaque configuration a des caractéristiques, des fonctions et des avantages supplémentaires dans la génération et le transfert d’énergie. Voici quelques distinctions critiques entre les transformateurs à deux et trois enroulements.

Two-Winding Transformers

Transformateurs à deux enroulements

Les transformateurs à deux enroulements, également appelés transformateurs “à double enroulement”, sont communément appelés la configuration du transformateur électrique primaire.

Fonctionnalités

L’une des caractéristiques essentielles de cette configuration utilise deux enroulements isolés – la bobine primaire et la bobine secondaire. La tension d’entrée d’une source électrique se rendra au transformateur par l’enroulement primaire. Pendant ce temps, l’enroulement secondaire transportera la tension de sortie vers la charge.

Chaque circuit comprend un noyau magnétique qui est laminé avec les enroulements. Lorsque les circuits interagissent, ils induisent des courants les uns dans les autres, qui peuvent transférer de l’électricité entre eux.

La quantité de liaison de flux varie en fonction de la façon dont les enroulements primaires et secondaires sont liés. Cela conduit à une plus grande efficacité en assurant un transfert de puissance maximal sur les deux voies.

Dans un transformateur monophasé, l’agencement entre les parties du transformateur est généralement simple. Pourtant, un transformateur triphasé nécessite une série de connexions avec trois ensembles de paires primaire-secondaire.

Avantages

Deux émetteurs à enroulement présentent peu de défauts du fait de la simplicité du mécanisme. Il permet une isolation galvanique qui maintient les deux circuits séparés l’un de l’autre. De tels systèmes tirent également parti du couplage magnétique comme principal mode de transfert d’énergie tout au long du parcours.

De plus, les endroits aux conditions environnementales variées utilisent depuis longtemps ces émetteurs pour avoir besoin d’énergie. Avec cela, vous pouvez dire que les émetteurs à deux enroulements ont été fiables à diverses fins de production d’énergie.

Les inconvénients

Les transformateurs à deux enroulements sont généralement comparés aux autotransformateurs. Contrairement aux enroulements qui sont connectés électriquement, les enroulements d’un autotransformateur sont également attachés magnétiquement.

Dans ce cas, un seul enroulement commun est prélevé à différentes longueurs pour fournir une partie de l’alimentation en tension primaire à travers sa charge secondaire. Cela signifie qu’un autotransformateur a moins de la moitié du nombre d’enroulements. Les exigences d’espace de noyau pour le transformateur sont réduites en raison du partage entre les deux circuits.

De ce fait, les transformateurs à deux enroulements sont moins favorables que les autotransformateurs. Bien qu’ils soient un standard dans les installations industrielles et commerciales, les autotransformateurs les surpassent en termes de coûts.

En raison des mécanismes d’un autotransformateur qui nécessitent moins de cuivre pour une tension nominale donnée, vous pouvez économiser jusqu’à 30 % environ. La régulation de tension est également supérieure dans les autotransformateurs en raison d’une résistance plus faible et d’une perte de réactance de fuite.

Transformateurs à trois enroulements

Un transformateur à trois enroulements implique généralement une troisième bobine dans une configuration monophasée à deux enroulements. Il dispose également d’une connexion delta à trois bobines dans une conception en étoile-étoile. Dans tous les cas, vous devez tenir compte des polarités des liaisons lors de l’utilisation de transformateurs à plus de deux enroulements.

Fonctionnalités

Vous pouvez ajouter une troisième bobine à la disposition habituelle des enroulements primaire et secondaire dans une configuration monophasée. Il est impératif de faire attention lors de la connexion des anneaux sur un transformateur à enroulements multiples tel que cette configuration.

La polarité est importante et la connexion des deux enroulements à l’envers peut entraîner un dysfonctionnement du transformateur. Ainsi, il serait utile de déterminer quelle marque de convention de points représente des tensions positives ou négatives pour chaque bobine.

Pendant ce temps, l’enroulement tertiaire est différent dans une configuration étoile-étoile. Dans ce cas, les premier et deuxième enroulements sont connectés selon un agencement en forme de Y. Cela signifie qu’ils partagent un point de connexion commun, agissant comme la charge “neutre” pour les deux enroulements. Mais, cette configuration est susceptible d’avoir une connexion à la terre ou de perdre la connexion, également connue sous le nom de “neutre flottant”.

De plus, des harmoniques élevées peuvent entraîner une diminution du fer et du cuivre, affectant la distribution de tension. C’est pourquoi un enroulement tertiaire est inséré entre les deux connexions en étoile.

Avantages

Les configurations de transformateur à trois enroulements permettent des transferts d’électricité vers de nombreuses charges de tension variable à l’aide d’un transformateur. Il prend également en charge les transferts de tension pour les équipements et appareils supplémentaires au sein de la centrale électrique. Cela conduit à plus d’efficacité pour moins d’espace.

Semblable à d’autres configurations à enroulements multiples, ce type peut faire fonctionner un élévateur, un abaisseur ou les deux entre les enroulements attachés. Il permet plusieurs tensions et courants sur un seul appareil, ce qui le rend efficace dans de nombreuses applications électriques différentes.

De plus, des erreurs et des pannes indésirables peuvent être évitées en utilisant ces configurations d’émetteur. D’une part, vous pouvez utiliser l’enroulement tertiaire chaque fois qu’il y a une panne avec le flux sur la deuxième bobine. Un enroulement tertiaire en triangle peut également protéger le transformateur contre les courts-circuits, les neutres flottants et les perturbations de tension dans une configuration étoile-étoile.

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Les inconvénients

Certaines personnes préfèrent un transformateur triphasé à trois enroulements à une configuration monophasée. Le principal problème avec ceci est la difficulté à trouver des remplaçants pour un transformateur à 3 enroulements. Le choix d’une configuration triphasée plutôt qu’un mécanisme monophasé permet également d’économiser beaucoup d’argent pour presque les mêmes fonctions.

Résumé de la comparaison

Les transformateurs à deux et trois enroulements diffèrent par le nombre de bobines dans leur configuration. Ils se distinguent également par leur prise en charge de nombreuses charges électriques, y compris les charges auxiliaires au sein de la centrale électrique. Ce dernier est également plus particulier dans les polarités de la connexion.

Les transformateurs à deux enroulements ont également une configuration plus simple que les trois configurations d’enroulement qui peuvent se compliquer dans les connexions étoile-étoile. Mais dans tous les cas, les deux transformateurs offrent un transfert de tension fiable de la bobine primaire (entrée) à l’anneau secondaire (sortie). Lesdits transformateurs appliquent le principe du “rapport de spires”, déterminant la tension requise pour chaque enroulement.

Les transformateurs à deux et trois enroulements peuvent également être un transformateur élévateur ou abaisseur qui augmente ou diminue la tension.

Enfin, les deux transformateurs peuvent vous faire économiser de l’argent, en fonction de la puissance dont vous avez besoin pour l’usage auquel vous le destinez.

Quelles sont les applications des transformateurs à trois enroulements ?

20KV Class Three Phase Epoxy-resin Dry-type Transformer

Comme tous les autres transformateurs de cette taille, les transformateurs à trois enroulements peuvent fonctionner dans les centrales électriques, les réseaux solaires et les mécanismes éoliens. Mais ce type de transformateur est essentiel car il distribue des tensions et des courants variables à travers les enroulements secondaire et tertiaire.

Dans ce cas, ces transformateurs peuvent alimenter les équipements auxiliaires, les appareils et les accessoires. Ceux-ci comprennent des ventilateurs, des lumières, des espaces de bureau et d’autres équipements pour le bon fonctionnement et la sécurité de la centrale électrique. Une telle puissance peut différer de l’enroulement secondaire, mais elle peut toujours assurer la sécurité car la station génère de l’énergie vers l’extérieur.

Combien d'enroulements comporte un transformateur ?

Les transformateurs typiques ont généralement une paire d’enroulements attachés au noyau. L’enroulement primaire fournit la tension d’entrée à partir de la source d’alimentation, tandis que l’enroulement secondaire distribue la tension de sortie à la charge. Cependant, le nombre d’enroulements du transformateur triphasé peut varier en fonction de la configuration. Voici quelques configurations que vous devez connaître :

Cooling method of 500kV transformer

Configuration monophasée

Il fait référence à la connexion directe à partir d’un ensemble d’enroulements. Dans ce cas, le nombre d’enroulements peut être de deux ou trois. Il y aura toujours un enroulement primaire (entrée), un enroulement secondaire (sortie) et un enroulement tertiaire. Le dernier peut servir de ligne où la tension de sortie circule vers l’équipement auxiliaire pour l’alimentation.

Single-phase winding
Single-phase winding
Three-phase winding
Three-phase winding

Configuration triphasée

Une fois que vous utilisez trois ensembles d’enroulements monophasés, vous aurez un transformateur avec une configuration triphasée. Cela implique d’avoir trois bobines primaires et trois bobines secondaires connectées dans une configuration étoile-étoile. Dans ce cas, l’enroulement tertiaire delta en forme de triangle assurera la médiation entre les deux connexions.

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Transformateur à enroulements multiples

Les transformateurs à enroulements multiples impliquent l’utilisation de plus de deux enroulements dans un transformateur. Cela peut arriver avec deux enroulements primaires combinés pour fournir une puissance d’entrée plus élevée. Il peut également connecter trois enroulements secondaires avec différentes capacités de sortie.

Selection of Voltage Regulation Mode of 1000kV Transformer and Operation and Maintenancer
Multiple Winding Transformer
Multiple Winding Transformer

Quels sont les types d'enroulements dans les transformateurs ?

Croyez-le ou non, il existe un large éventail d’enroulements de transformateur triphasés en fonction de la taille et de la capacité par rapport à la tension. La plupart d’entre eux sont applicables dans les transformateurs à noyau, mais certains sont également utiles dans les transformateurs à coque. Voici les types courants d’enroulements présents dans les transformateurs électriques :

Enroulements cylindriques

Ces enroulements basse tension de forme rectangulaire ou ronde fonctionnent sur 6,6 kV jusqu’à 600-750 kVa. Il a également un courant nominal de 10 à 600 A. Dans cette catégorie se trouvent les enroulements cylindriques multicouches qui fonctionnent sur une tension (33 kV, 800 kV) et un courant (80 A) plus élevés.

Three-Phase Transformer: The Ultimate FAQ Guide
Cylindrical Windings
Cylindrical Windings
Helical Windings
Helical Windings

Enroulement hélicoïdal

Les enroulements simples, doubles, hélicoïdaux ou multicouches fonctionnent sur un courant plus élevé. Il a une sortie de transformateur allant de 0,23 à 15 kV à 160 à 1000 kV. Un maximum de 16 bandes est utilisé pour le conducteur du transformateur.

Parmi tous les enroulements hélicoïdaux, les enroulements multicouches fonctionnent davantage sur des transformateurs de forte puissance au-delà de 110 kV.

Enroulement croisé

Ces enroulements de bande ronde recouverts de papier sont utiles lorsque le transformateur utilise une tension plus élevée. Ces enroulements sont séparés de 0,5 à 1 mm pour réduire la tension actionnée dans le transformateur.

Step-Up Substation and Its Significance In Power Distribution
Crossover Windings
Disc Continuous Disc Windings
Disc Continuous Disc Windings

Disque / Enroulement de disque continu

Les enroulements de ce type ont des disques plats ou des bobines qui sont placés parallèlement les uns aux autres. Des bandes rectangulaires sont fixées alternativement – sur les disques les plus proches d’une série et les disques les plus éloignés sur d’autres séries. Il existe également des “secteurs de carton comprimé” situés entre les disques. Ce type est capable de fonctionner à haute tension et dans une plage de courant de 12 à 600 A.

Enroulement sandwich

Une caractéristique commune aux transformateurs à coque, l’enroulement sandwich, fait référence à la structure des enroulements à travers les sections. Ceux-ci séparent alternativement les bobinages de haute tension et ceux de basse tension.

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Ce type d’enroulement est recommandé pour sa conception et sa forme stables, sa capacité à réduire le flux de fuite, à atténuer les défauts de court-circuit.

Les transformateurs triphasés et les transformateurs à trois enroulements sont-ils identiques ?

Les transformateurs triphasés se composent de trois ensembles de transformateurs monophasés pour des transferts de tension plus importants. Contrairement aux transformateurs à trois enroulements qui utilisent un groupe d’enroulements primaires, secondaires et tertiaires, les configurations triphasées ont six enroulements. Ces six enroulements comprennent trois primaires et trois secondaires.

La connexion des transformateurs triphasés est beaucoup plus complexe, utilisant des configurations en triangle, en étoile et en étoile. Mais, un enroulement tertiaire de type delta aide à équilibrer les tensions dans une configuration étoile-étoile.

Qu'est-ce que l'enroulement primaire d'un transformateur ?

L’enroulement primaire fait référence à la ligne et à la bobine reliées à la source d’alimentation principale. Il fait partie du côté primaire de la configuration du transformateur car la tension d’entrée du démarrage circule de ce côté.

Qu'est-ce que l'enroulement sandwich ?

L’enroulement sandwich fait référence à la configuration du transformateur à coque où des sections en forme de fenêtre séparent les bobines. Ces fenêtres sont en outre divisées en sections qui séparent les segments de bobine à haute puissance et à faible puissance. Cette configuration permet une inductance mutuelle et réduit le flux de fuite dans un transformateur en fonctionnement.

Quel est le rendement du transformateur ?

L’efficacité du transformateur fait référence à la puissance d’entrée-sortie du transformateur par rapport à ses performances et sa durée de vie. Lorsque la quantité de perte de cuivre et de perte de fer est égale, cela signifie généralement une efficacité maximale. Il existe plusieurs formules pour déterminer l’efficacité d’un transformateur.

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Conclusion

Un transformateur à 3 enroulements est une forme de configuration monophasée qui nécessite un enroulement primaire, secondaire et tertiaire. Contrairement aux transformateurs plus courants avec uniquement les enroulements primaire et secondaire, le premier a un enroulement tertiaire pour la sortie basse tension.

Ce type de configuration de transformateur est bénéfique pour fournir une faible puissance de sortie aux appareils et équipements de sécurité dans les centrales électriques. Il assure également un équilibre de tension et une protection contre les harmoniques et les neutres flottants en configuration triphasée.

Daelim vous a couvert lorsqu’il s’agit d’un transformateur à 3 enroulements sûr, efficace et très fiable ! Depuis 15 ans, Daelim maîtrise le métier de produire des équipements électriques sûrs et performants pour les réseaux électriques et postes similaires.

Vous n’avez pas non plus à vous inquiéter, car Daelim respecte les normes internationales pour assurer la sécurité de l’équipement. Ainsi, que vous recherchiez un transformateur à trois enroulements ou un autre équipement électrique, Daelim vous garantit la qualité.

Si vous êtes intéressé par les produits et services de Daelim, veuillez laisser tomber une ligne pour plus de détails et demandes de renseignements.

À propos de Bin Dong

Bonjour, je suis Bin, directeur général de Daelim, l'un des principaux fabricants de transformateurs. Si vous avez des problèmes lors de la recherche de l'équipement, ce que vous devez faire, c'est nous le dire.

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