But et principe de fonctionnement des transformateurs de tension

Un transformateur de tension (TT) classique est un appareil qui convertit une valeur en une autre. Le processus s'accompagne d'une perte partielle de puissance, mais il se justifie dans des situations où il est nécessaire de modifier les paramètres du signal d'entrée. Dans la conception d'un tel transformateur, des éléments d'enroulement sont fournis, avec le calcul correct duquel il est possible d'obtenir la tension de sortie requise.

But et principe de fonctionnement

Le transformateur de tension convertit le potentiel de fonctionnement grâce au principe de l'induction électromagnétique

L'objectif principal des transformateurs de tension est de convertir le signal d'entrée au niveau spécifié par les tâches de l'utilisateur - lorsque le potentiel de fonctionnement doit être réduit ou augmenté. Ceci peut être réalisé grâce au principe de l'induction électromagnétique, formulé comme une loi par les scientifiques Faraday et Maxwell. Selon lui, dans toute boucle située à proximité d'une autre spire similaire du fil, une CEM est induite avec un courant, proportionnel au flux d'induction magnétique les pénétrant. L'amplitude de cette induction dans l'enroulement secondaire du transformateur (constitué de plusieurs de ces spires) dépend du courant dans le circuit primaire et du nombre de spires dans les deux bobines.

Le courant dans l'enroulement secondaire du transformateur et la tension à la charge qui lui est connectée ne sont déterminés que par le rapport du nombre de tours dans les deux bobines. La loi de l'induction électromagnétique vous permet de calculer correctement les paramètres d'un appareil qui transmet la puissance de l'entrée à la sortie avec le rapport de courant et de tension souhaité.

Quelle est la différence entre un transformateur de courant et un transformateur de tension

La principale différence entre les transformateurs de courant (TC) et les convertisseurs de tension réside dans leur fonction fonctionnelle différente. Les premiers ne sont utilisés que dans les circuits de mesure, permettant de réduire le niveau du paramètre contrôlé à une valeur acceptable. Ces derniers sont installés dans les lignes électriques AC et les tensions de sortie utilisées pour faire fonctionner les équipements ménagers connectés.

Leurs différences de conception sont les suivantes :

  • comme enroulement primaire dans les transformateurs de courant, le bus d'alimentation est utilisé, sur lequel il est monté;
  • les paramètres de l'enroulement secondaire sont destinés à être connectés à un appareil de mesure (un compteur électrique dans une maison par exemple) ;
  • par rapport au TT, le transformateur de courant est plus compact et possède un circuit de commutation simplifié.

Les transformateurs de courant et de tension répondent à des exigences différentes en termes de précision des valeurs converties. Si cet indicateur est très important pour un appareil de mesure, alors pour un transformateur de tension, il est d'une importance secondaire.

Classification des transformateurs de tension

Selon la classification généralement acceptée, ces dispositifs, selon leur destination, sont divisés en les principaux types suivants :

  • transformateurs de puissance avec et sans mise à la terre ;
  • instruments de mesure;
  • autotransformateurs;
  • dispositifs d'appariement spéciaux;
  • transformateurs d'isolement et de crête.

Les premières de ces variétés sont utilisées pour délivrer des alimentations sans coupure au consommateur sous une forme qui lui est acceptable (avec l'amplitude requise). L'essence de leur action est de transformer un niveau de potentiel en un autre en vue d'un transfert ultérieur vers la charge.Les appareils triphasés installés dans un poste de transformation, par exemple, permettent de réduire les hautes tensions de 6,3 et 10 kV à une valeur domestique de 0,4 kV.

Les autotransformateurs sont les conceptions inductives les plus simples qui ont un enroulement avec des prises pour ajuster la tension de sortie. Les produits correspondants sont installés dans des circuits à faible courant, assurant le transfert de puissance d'un étage à un autre avec des pertes minimales (avec une efficacité maximale). A l'aide de transformateurs dits "d'isolement", il est possible d'organiser l'isolement électrique des circuits à haute et basse tension. Ainsi, la protection du propriétaire de la maison ou de la maison d'été contre les chocs électriques à fort potentiel est garantie. De plus, ce type de transducteur vous permet de :

  • transférer l'électricité de la source au consommateur sous la forme souhaitée et sûre ;
  • protéger les circuits de charge contenant des appareils sensibles contre les interférences électromagnétiques ;
  • bloquer l'entrée d'une composante à courant constant dans les circuits de travail.

Les transformateurs de crête sont un autre type d'appareils qui convertissent l'énergie électrique. Ils sont utilisés pour déterminer la polarité des signaux d'impulsion et l'adapter aux paramètres de sortie. Ce type de convertisseurs est installé dans les circuits de signaux des systèmes informatiques et des canaux de communication radio.

Transformateurs de tension et de courant d'instrument

Les transformateurs de mesure spéciaux sont un type spécial de convertisseurs qui permettent d'inclure des dispositifs de surveillance dans les circuits de puissance. Leur objectif principal est de convertir le courant ou la tension en une valeur pratique pour mesurer les paramètres du réseau. Cela est nécessaire dans les situations suivantes :

  • lors de la prise de relevés avec des compteurs électriques ;
  • si des relais de protection de tension et de courant sont installés dans les circuits d'alimentation ;
  • s'il contient d'autres dispositifs d'automatisation.

Les jauges sont classées par conception, type d'installation, rapport de transformation et nombre d'étages. Selon la première caractéristique, ils sont encastrés, par passage et support, et à l'emplacement - extérieur ou destinés à être installés dans des cellules d'appareillage de type fermé. Selon le nombre d'étapes de conversion, ils sont divisés en une étape et en cascade, et selon le taux de conversion - en produits qui ont une ou plusieurs valeurs.

Caractéristiques du fonctionnement du TT dans les réseaux avec point zéro isolé et mis à la terre

Les réseaux électriques haute tension sont disponibles en deux versions : avec un bus de neutre isolé, ou avec un neutre compensé et mis à la terre. Le premier mode de raccordement du point zéro permet de ne pas déconnecter le réseau en cas de défaut monophasé (OZ) ou d'arc (DZ). Les PUE permettent l'exploitation de lignes à neutre isolé jusqu'à huit heures avec une fermeture monophasée, mais à condition qu'à ce moment des travaux soient en cours pour éliminer le dysfonctionnement.

Des dommages aux équipements électriques sont possibles en raison d'une augmentation de la tension de phase à linéaire et de l'apparition ultérieure d'un arc alternatif. Quels que soient la cause et le mode de fonctionnement, il s'agit du type de court-circuit le plus dangereux avec un facteur de surtension important. C'est dans ce cas que la probabilité d'apparition de ferrorésonance dans le réseau est élevée.

Le circuit ferrorésonant dans les réseaux électriques à neutre isolé est une chaîne homopolaire à aimantation non linéaire. Un TT triphasé non mis à la terre est essentiellement constitué de trois transformateurs monophasés connectés de manière étoile-étoile. En cas de surtension dans les zones où il est installé, l'induction dans son noyau augmente d'environ 1,73 fois, provoquant l'apparition de ferrorésonance.

Pour se protéger de ce phénomène, des méthodes spéciales ont été développées :

  • fabrication de TT et TT à faible auto-induction ;
  • l'inclusion d'éléments amortisseurs supplémentaires dans leur circuit ;
  • fabrication de transformateurs triphasés avec un seul système magnétique en conception à 5 tiges ;
  • mise à la terre du fil neutre via un réacteur à limitation de courant ;
  • utilisation d'enroulements de compensation, etc. ;
  • l'utilisation de circuits de relais qui protègent les enroulements du TT contre les surintensités.

Ces mesures protègent les TT de mesure, mais ne résolvent pas complètement le problème de sécurité. Des dispositifs mis à la terre installés dans des réseaux avec un bus neutre isolé peuvent y contribuer.

La nature du fonctionnement des transformateurs basse tension dans les modes avec neutre mis à la terre se caractérise par une sécurité accrue et une réduction significative des phénomènes de ferrorésonance. De plus, leur utilisation augmente la sensibilité et la sélectivité de la protection dans un circuit monophasé. Cette augmentation devient possible du fait que l'enroulement inductif du transformateur est inclus dans le circuit de terre et augmente brièvement le courant à travers le dispositif de protection qui y est installé.

Le PUE fournit une justification de l'admissibilité de la mise à la terre à court terme du neutre avec une petite inductance de l'enroulement TT. Pour cela, l'automatisation est utilisée dans le réseau, qui, avec des contacts de puissance, lorsqu'un OZ se produit, après 0,5 seconde, relie brièvement le transformateur aux barres omnibus. Sous l'effet d'un neutre solidement mis à la terre, un courant limité par l'inductance du TT commence à circuler dans le circuit de protection en cas de défaut à la terre monophasé. En même temps, sa valeur est suffisante pour déclencher la protection contre l'OZ et créer les conditions d'extinction d'une décharge d'arc dangereuse.

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