Exemple de solution à l'exercice S04-2 : Constitution d'un groupe triphasé à l'aide de transformateurs monophasés

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Commençons par déterminer le circuit équivalent des transformateurs.

L'essai en court-circuit de chaque transformateur monophasé donne une impédance série (ramenée au primaire) de

Z'e = 72 / 13.9 = 5.18 W

On a aussi

cos je = 617 / (72 * 13.9) = 0.617

donc

R'e = 3.193 W

X'e = 4.078 W

Comme les primaires de ces transformateurs sont connectés en étoile, on a la même impédance série (ramenée au primaire) pour le transformateur triphasé obtenu.

Par contre, ce transformateur a un rapport de transformation fois plus grand que le rapport de transformation 3600/230 des transformateurs monophasés, soit

(S04-20)

On obtient donc pour l'ensemble du problème le circuit équivalent suivant

Figure S04-9

On peut ramener l'impédance connectée au secondaire de transformateur au primaire en la multipliant par k2 , et sommer toutes les impédances. On obtient

Figure S04-10

Le courant primaire nominal de chaque transformateur monophasé est de

50000/ 3600 = 13.89 A

Puisque les primaires sont connectés en étoile, lorsque le transformateur triphasé obtenu débitera son courant nominal, c'est bien ce même courant de 13.89 A qui circulera au primaire.

La suite du calcul est l'analyse d'un circuit réduit à un équivalent de Thévenin, avec une tension à vide

E = 6230/= 3597 V et une impédance "interne" de 3.710 + j 6.548 W

soit

Zint = 7.526 W et jint = 60.46°

L'analyse est à faire pour un régime spécifié en courant. Une méthode classique de solution (méthode de Kapp) de ce type de problème existe (voir les exercices du cours ELEC2310).

Pour l'appliquer, il faut calculer la phase du courant par rapport à la tension de la charge, soit

jch = arc cos (0.8) = 36.87°

puis

cos (jch - jint) = 0.9164

Zint I = 104.54 V (en module)

La tension cherchée U'ch (par phase étoilée et en module) est la solution d'une équation du second degré

U'ch2 + 2 U'ch (Zint I) cos (j - jint) + (Zint I)2 - E2 = 0

soit

U'ch2 + 2 U'ch 95.80 - 12926706 = 0

U'ch = - 95.80 + 3596.65 = 3501 V

Donc

Uch = 3501 / k = 129.13 V (en tension de phase étoilée)

Soit, en valeur de ligne

Uch = 129.13 = 223.7 V (en tension de ligne)

Dernière mise à jour le 07-10-2003