Un transformateur de tension classique (VT) est un appareil qui convertit une valeur en une autre. Le processus s'accompagne d'une perte partielle de puissance, mais se justifie dans les situations où il est nécessaire de modifier les paramètres du signal d'entrée. La conception d'un tel transformateur prévoit des éléments d'enroulement, avec un calcul correct dont il est possible d'obtenir la tension de sortie requise.
But et principe d'action
Le but principal des transformateurs de tension est de convertir le signal d'entrée au niveau fourni par les tâches auxquelles est confronté l'utilisateur - lorsque le potentiel de travail doit être abaissé ou augmenté. Cela 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 bobine du même fil, l'EMF est induite avec du courant, proportionnel au flux d'induction magnétique qui les pénètre. L'amplitude de cette induction dans l'enroulement secondaire du transformateur (constitué de plusieurs de ces spires) dépend de l'intensité du courant dans le circuit primaire et du nombre de spires dans l'une ou l'autre bobine.
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 spires dans les deux bobines. La loi de l'induction électromagnétique vous permet de calculer correctement les paramètres de l'appareil qui transmet la puissance de l'entrée à la sortie avec le rapport souhaité de courant et de tension.
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 est leur fonction différente. Les premiers ne sont utilisés que dans les circuits de mesure, ce qui permet de réduire le niveau du paramètre contrôlé à une valeur acceptable. Les seconds sont installés dans des lignes électriques AC et la tension de sortie utilisée pour le fonctionnement des équipements domestiques connectés.
Leurs différences de conception sont les suivantes:
- comme enroulement primaire dans les transformateurs de courant, un bus d'alimentation est utilisé sur lequel il est monté;
- les paramètres d'enroulement secondaire sont conçus pour être connectés à un appareil de mesure (compteur électrique dans la maison par exemple);
- Comparé à VT, le transformateur de courant est plus compact et dispose d'un circuit de commutation simplifié.
Les transformateurs de courant et de tension répondent à diverses exigences 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 appareils selon leur fonction sont divisés en les principaux types suivants:
- transformateurs de puissance avec ou sans mise à la terre;
- instruments de mesure;
- autotransformateurs;
- dispositifs d'adaptation spéciaux;
- transformateurs d'isolement et de crête.
Les premières de ces variétés sont utilisées pour fournir une puissance ininterrompue au consommateur sous une forme acceptable pour lui (avec l'amplitude souhaitée). L'essence de leur action est de convertir un niveau de potentiel en un autre dans le but d'un transfert ultérieur à la charge.Les appareils triphasés installés dans un poste de transformation, par exemple, peuvent réduire les hautes tensions de 6,3 et 10 kV à une valeur domestique de 0,4 kV.
Les autotransformateurs sont les structures inductives les plus simples ayant un enroulement avec des branches pour ajuster l'amplitude de la tension de sortie. Les produits correspondants sont installés dans des circuits à faible courant, fournissant un transfert de puissance d'un étage à l'autre avec des pertes minimales (avec une efficacité maximale). En utilisant les transformateurs dits "d'isolement", il est possible d'organiser l'isolation électrique des circuits à haute et basse tension. Cela garantit la protection du propriétaire de la maison ou du chalet contre les chocs électriques à fort potentiel. De plus, ce type de convertisseurs vous permet de:
- transférer l'électricité de la source au consommateur sous la forme appropriée et sûre;
- protéger les circuits de charge avec les dispositifs sensibles qui y sont inclus contre les interférences électromagnétiques;
- empêcher le composant de courant continu d'entrer dans les circuits de travail.
Les transformateurs de pointe sont une autre forme de dispositif de conversion d'énergie électrique. Ils servent à déterminer la polarité des signaux d'impulsion et à l'adapter aux paramètres de sortie. Ce type de convertisseurs est installé dans les circuits de signaux des systèmes informatiques et des canaux radio.
Transformateurs de mesure et de tension
Les transformateurs de mesure spéciaux sont un type spécial de transducteurs qui permettent l'inclusion de dispositifs de commande dans les circuits de puissance. Leur objectif principal est la conversion du courant ou de la tension en une valeur pratique pour mesurer les paramètres du réseau. La nécessité de cela se pose dans les situations suivantes:
- lors de la lecture de compteurs électriques;
- en cas d'installation de relais de protection de tension et de courant dans les circuits d'alimentation;
- s'il y a d'autres appareils d'automatisation dedans.
Les instruments de mesure sont classés par conception, type d'installation, taux de transformation et nombre d'étapes. Selon le premier signe, ils sont encastrés, traversants et de soutien, et au lieu de placement - externes ou destinés à être installés dans des armoires de commutation fermées. Selon le nombre d'étapes de conversion, elles sont divisées en une seule étape et en cascade, et par le coefficient de transformation, en produits ayant une ou plusieurs valeurs.
Caractéristiques du fonctionnement VT dans les réseaux avec point zéro isolé et mis à la terre
Les réseaux électriques haute tension ont deux versions: avec un bus zéro isolé ou avec un neutre compensé et mis à la terre. Le premier mode de connexion du point zéro vous permet de ne pas déconnecter le réseau avec des défauts monophasés (OZ) ou arc (DZ). Les PUE permettent le fonctionnement de lignes avec neutre isolé jusqu'à huit heures avec un circuit monophasé, mais à condition qu'à ce stade, des travaux soient en cours pour éliminer le dysfonctionnement.
Des dommages aux équipements électriques sont possibles du fait d'une augmentation de la tension de phase à linéaire et de l'apparition ultérieure d'un arc de nature variable. Quels que soient la cause et le mode de fonctionnement, il s'agit du type de défaut le plus dangereux avec un coefficient de surtension élevé. C'est dans ce cas qu'il existe une forte probabilité d'apparition de ferrorésonance dans le réseau.
Le circuit ferrorésonant dans les réseaux de puissance à neutre isolé est une chaîne homopolaire à aimantation non linéaire. Un VT triphasé non mis à la terre est essentiellement trois transformateurs monophasés connectés par un schéma étoile-étoile. Avec des surtensions dans les zones où il est installé, l'induction dans son noyau augmente d'environ 1,73 fois, provoquant la ferrorésonance.
Pour se protéger contre ce phénomène, des méthodes spéciales ont été développées:
- fabrication de VT et CT à faible induction intrinsèque;
- inclusion dans leur circuit d'éléments amortisseurs supplémentaires;
- fabrication de transformateurs triphasés avec un seul système magnétique en version 5 tiges;
- mise à la terre neutre à travers un réacteur à limitation de courant;
- l'utilisation d'enroulements de compensation, etc.;
- application de circuits relais protégeant les enroulements VT des surintensités.
Ces mesures protègent la mesure des TV, mais ne résolvent pas complètement le problème de sécurité. Les dispositifs de mise à la terre installés dans des réseaux avec un bus neutre isolé peuvent vous aider.
La nature du fonctionnement des transformateurs basse tension en mode 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. Une telle augmentation devient possible du fait que l'enroulement inductif du transformateur est inclus dans le circuit de masse et augmente brièvement le courant à travers le dispositif de protection qui y est installé.
Le PUE fournit une justification de l'admissibilité d'une mise à la terre neutre à court terme avec une petite inductance de l'enroulement VT. Pour ce faire, le réseau utilise l'automatisation, qui par des contacts de puissance lorsqu'une OZ se produit après 0,5 seconde connecte brièvement le transformateur aux jeux de barres. En raison de l'effet d'un neutre mis à la terre lors d'un défaut à la terre monophasé, un courant limité par l'inductance du TT commence à circuler dans le circuit de protection. Dans le même temps, sa valeur est suffisante pour que l'équipement de protection fonctionne à partir de la zone d'ozone et crée des conditions permettant d'éteindre une décharge d'arc dangereuse.
