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Que ce soit pour les systèmes électriques monophasé ou triphasé, le courant électrique utilisé est un courant alternatif. Le courant alternatif possède une amplitude et une direction modifiées régulièrement. Il est représenté schématiquement par une courbe sinusoïdale.
Un signal alternatif se compose de trois propriétés : l’amplitude, la fréquence et la période. Ces deux dernières déterminent la partie temporelle de l’électricité. La première définit l’amplitude et la force du courant électrique.
Un système triphasé possède trois creux et trois sommets (trois courbes sinusoïdales pour simpifier) traversants des conducteurs différents. Il existe un déphasage de 120° entre ces trois courants alternatifs. Ainsi, l’amplitude la plus élevée reste acquise sur une plus grande période.
Donc, l’électricité est produite selon une cadence plutôt stable. À aucun moment la production d’énergie est nulle et elle garde une constance plutôt régulière. Pour ces raisons, le transformateur triphasé est privilégié pour les grosses industries et les complexes commerciaux nécessitant de l’énergie stable. On retrouve deux classes pour la configuration d’un circuit dans le triphasé. La configuration étoile qui requiert un fil pour la terre et d’un fil neutre et la configuration delta ne possède qu’un fil neutre. La configuration delta est aussi appelé connexion triangle.
Le principe de fonctionnement d’un transformateur triphasé reste relativement le même que pour un transformateur monophasé. En effet, un champ magnétique est généré et transmis dans une bobine secondaire lors du passage du courant au niveau d’une bobine primaire. On obtient une tension à la sortie qui est différente de celle d’entrée. Elle peut être plus élevée ou plus faible en fonction de la configuration du transformateur triphasé. L’accumulation du champ magnétique électrique dépend du nombre de spires secondaires, quel que soit le rôle du transformateur (abaisseur ou élévateur).
La structure générale est assez simple avec un noyau en acier et des enroulements primaires et secondaires dans une enceinte.
Dans les transformateurs triphasés, le noyau est composé de trois piliers magnétiques. Ces derniers permettent de maintenir fermé le circuit magnétique. Le noyau est constitué de tôles d’acier électriques recouvert d’une peinture isolante de chaque côté pour former des cylindres.
L’enceinte ou le boitier reste une protection importante pour le transformateur triphasé. De différentes matières et en fonction du fabricant (acier, plastique, fer…), l’enceinte est un barrage face aux risques extérieurs qui pourraient gêner le bon fonctionnement du transformateur.
Comme pour le transformateur monophasé, un système de bobinage permet le transfert par induction du courant. On retrouve six enroulements isolés les uns des autres autour des trois cylindres du noyau.
Ils permettent de changer la tension de sortie. En cas de charge, la tension de sortie a la possibilité de diminuer. Alors, il est important de contrôler le rapport par rapport à la tension en adaptant le nombre de spires de prise. Ce réglage se réalise grâce à un changeur de prise. Le réglage estime la fréquence nécessaire pour obtenir la bonne tension de sortie.
Au sein du transformateur triphasé, l’huile présente surchauffe en cas de mauvais fonctionnement. Pour vérifier son état, des thermomètres sont présents pour inspecter la température de l’huile du transformateur. En cas de problème de température, ces thermomètres peuvent entraîner la mise en arrêt de l’appareil.
Un des risques au sein d’un transformateur monophasé est l’apparition d’humidité. Cette dernière apparait au-dessus du niveau de l’huile, dans le conservateur principalement. Les reniflards évacuent cette humidité et maintiennent donc un niveau de sécheresse adéquat dans le transformateur. Ils sont importants et ne doivent pas être bouchés.
L’isolation est importante dans un transformateur. Des équipements isolants se retrouvent donc pour isoler le noyau des deux enroulements ainsi que ces deux derniers entre eux.
L’huile a une importance capitale dans un transformateur triphasé. Elle isole et permet un refroidissement du noyau et des enroulements. Avec une capacité calorifique forte, l’huile transporte la chaleur et l’évacue du transformateur. Plusieurs solutions sont possibles pour son évacuation : pompage ou thermosiphon. L’huile doit donc subir une surveillance importante pour vérifier le bon fonctionnement d’un transformateur triphasé.
Le noyau et les enroulements ne doivent pas être en contact avec l’extérieur. Le réservoir les protège. De plus, il sert de guide pour l’huile. Il ne doit pas comporter de fuites et être intact.
Lorsqu’elle chauffe à haute température comme dans un transformateur triphasé, l’huile se dilate. Pour retenir cette expansion, il existe un récipient en plus du réservoir, c’est le conservateur d’huile.
Le système de refroidissement abaisse la température de l’huile qui a chauffé dans le transformateur. Ce système diminue la température de l’huile grâce à des tubes refroidis à l’eau ou à l’air, qui est ensuite renvoyée au sein du noyau et des enroulements. C’est ainsi que l’huile transporte la chaleur et est renvoyée dans le système avec une température plus basse qu’à sa sortie.
Pour permettre de collecter des bulles de gaz qui pourraient se libérer au sein du réservoir du transformateur, le relai s’actionne automatiquement.
Si du gaz reste libre au sein du transformateur, c’est que vous êtes en présence d’un défaut.
Pour permettre de limiter les dégâts liés à l’huile en cas de court-circuit, un transformateur triphasé comporte des systèmes de décompression.
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