Poste Transfo

CAP PROELEC CFA Lyce Gustave EIFFELS1.3 POSTES DE TRANSFORMATION ET TRANSFORMATEURS RNCAP13-S1-3-TRANSFO-APP

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S1.3 LA DISTRIBUTIONPOSTES DE TRANSFORMATION ET

TRANSFORMATEURS

1 ) LES POSTES DE TRANSFORMATION1.1) Postes de livraison HTA/BT1.2) Procdures dexploitation

2 ) LES TRANSFORMATEURS2.1 ) Constitution2.2 ) Caractristiques des transformateurs

Savoir S1.3 S3.1 S5.1 S5.2

Niveau de Matrise 2 4 3 3


FICHECONTRAT

COURS TRANSFORMATEURS

THEME : PRODUCTION TRANSPORT DISTRIBUTION

Nom :

Prnom :

Capacits Fonctions Comptences

C1 SINFORMEROrganisation

Mise en Service

C1-2 : Associer les lments rels dune installation aux symboles graphiques normaliss.C1-8 : Identifier et reprer dans les ressources documentaires les procdures normatives qui permettent la mise en service d'une installation

C3 COMMUNIQUER Organisation

C3-2 : Signaler les difficults rencontres dans l'excution de la tcheC3-4 : Rendre compte oralement ou par crit

Savoirs associsS1.3 : Distribution Transformation de TensionS3.1 : Canalisations lectriquesS5.1 : Le Risque lectriqueS5.2 : Formation et Habilitation

MISE EN SITUATION

Les transformateurs sont un lment cl de la distribution de l'nergie lectrique.

lvateurs la sortie des centres de production d'nergie, ils permettent de limiter les pertes et chutes de tension en ligne.

Abaisseurs l'approche des consommateurs, ils permettent de dlivrer l'nergie lectrique une tension suppor-table pour les appareils et rcepteurs, mais aussi pour garantir des procdures de scurit lectrique raisonnable-ment acceptables.

Nous allons voir dans ce cours des lments de technologie de ces transformateurs.

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I. Postes de transformation

En France il existe plus de 400.000 postes de transformation qui permettent de passer de la tension 20.000V (HTA) en triphas 230/410V (BT)

1.1) Postes de livraison HTA/BT

En fonction des besoins en nergie lectrique des utilisateurs , il existe diffrents postes de livraison dnergie :

- le logement individuel utilise lnergie BT distribue par le rseau EDF de 3 kVA 36 kVA- pour les usages professionnels entre 36 kVA et 250 kVA , la desserte se fait en BT partir des

postes HTA / BT- pour les puissances suprieures 250 kVA , la livraison de lnergie se fait en 20 kV (HT) ou plus

selon la puissance envisage

1.1.1 Conception gnrale dun poste

Un poste de livraison reoit de lnergie du rseau HTA , la transforme en BT et assure la protection des personnes , du matriel , le comptage de lnergie et ne doit pas perturber le rseau amont de distribution.

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1.1.2 Postes sur poteau

Le transformateur et lappareillage sont fixs sur le poteau , lalimentation est arienne ; le dpart seffectue en souterrain ou en arien .

Postes sur Poteau

a) Protection Du ct haute tension , la protection contre la foudre est assure par des parafoudres , un interrupteur fusibles protge le transformateur contre les court-circuits. Du ct basse tension , un disjoncteur assure la protection contre les surintensits .

b) Transformateurs utiliss

Les puissances sont de 25 , 50 , 100 kVA , les tensions au secondaire de 230V entre phase et neutre , 400 V entre phase , tensions en charge

Schma dun poste sur poteau

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1.1.3 Postes prfabriqus

Ces postes peuvent tre soit en bas de poteaux , soit sur une plate-forme extrieure. Le raccordement seffectue par cbles soit au rseau arien , soit au rseau souterrain.

Schma dun poste prfabriqu

Ces postes sont trs compacts et leur mise en place trs rapide. Le tableau BT comporte soit un interrupteur avec fusibles soit un disjoncteur avec coupure visible. La puissance du transformateur est comprise entre 160 kVA et 1000 kVA.

Ces postes sont en gnral munis dun tableau de comptage et le transformateur est protg ct HT.

1.1.4 Postes dintrieur

Linstallation dun poste de livraison en intrieur se justifie lorsquon protger lappareillage HT ou BT du poste contre les fortes variations de temprature ou lorsque les puissances sont importantes.

Schma dun poste dintrieur

On distingue les postes dont lappareillage HT est sous enveloppe mtallique et les postes quips dappareillage HT sans enveloppe. Dans ce dernier cas , le poste est dit ouvert , cette disposition est de moins en moins utilise.

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1.2) Procdures dexploitation

Dans toute installation de haute tension (HTA) , il faut veiller continuellement assurer :

- la continuit du service- la scurit des personnes , des biens , de linstallation.

Pour remplir ces conditions , il est ncessaire davoir prvu la construction du poste :

- les manuvres accomplir en cas daccident - le personnel habilit accomplir ces manuvres- les consignes appliquer.

Cet ensemble de mesures est regroup dans les procdures dexploitation.

1.2.1 Couplage

Pour satisfaire des conditions dexploitation telles que :

- demande supplmentaire en nergie- transfert dnergie ,

on peut tre amen coupler une autre arrive HTA sur la distribution ou coupler un transformateur supplmentaire ou salimenter avec un groupe de secours , moteur thermique entranant un alternateur.

Couplage dun alternateur de secours

1.2.2 Coupure

Il sagit soit dune coupure en cas dfaut , soit dune coupure volontaire pour une intervention sur linstallation.

A) Coupure en cas de dfaut

- le dfaut peut tre externe au poste de transformation ; dans ce cas , la coupure seffectue automatiquement par le systme de protection.

- le dfaut peut tre interne au poste de transformation ; dans ce cas il faut isoler le poste de toute alimentation et relier les parties normalement en HTA la terre , laide du sectionneur de terre

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B) Coupure volontaire

Il sagit dintervenir sur linstallation pour une rparation ou une modification et dans ce cas on doit :

- couper larrive du courant laide de lappareil de commande situ en amont (disjoncteur , sectionneur)

- couper le courant en aval (disjoncteur)- relier le circuit HTA la terre- effectuer les condamnations en utilisant les verrouillages cls.

1.2.3 Verrouillages dexploitation

Lutilisateur dune distribution doit pouvoir effectuer certaines interventions : changer des fusibles , intervenir sur le transformateur. Pour cela il doit faire une coupure en aval et une coupure en amont :

- couper le circuit- lisoler du rseau- effectuer la mise la terre

Pour tre certain que toutes ces conditions sont bien ralises , on utilise des verrouillages avec des cls sur les organes de manuvre du matriel.

Il sagit dinterdire toute manuvre de remise en service intempestive.

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2 ) Les transformateurs

Pour viter les pertes par effet Joule , dans les lignes de transport ou de distribution dnergie lectrique , on doit lever le tension. On rsout ce problme en utilisant des transformateurs lvateurs ou abaisseurs de tension qui fonctionnent en courant alternatif.

2.1 ) Constitution

2.1.1 Constitution gnrale

Le transformateur est une machine dinduction qui comporte principalement deux circuits.

Principe gnral dun transformateur

a) un circuit magntique

Son rle est de canaliser le flux dinduction , il est ralis en matriaux magntiques sous forme dempilage de tles dacier au silicium.Plus les tles sont de qualit , meilleur est le rendement.

b) un circuit lectrique

Il comporte deux parties distinctes :

- lenroulement basse tension situ prs du noyau du circuit magntique et bobin sur un cylindre isolant ,

- lenroulement haute tension. Pour viter des diffrences de potentiel trs fortes entre les spires dextrmit , on ralise cet enroulement sous forme de bobines plates ou galettes empiles les unes sur les autres et montes en srie.

2.1.2 Le refroidissement

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Suivant les puissances et les conditions dutilisation , on trouvera des transformateurs refroidissement naturel ou forc par des ventilateurs.Les calories mises par le transformateur sont vhicules lextrieur par un fluide caloporteur , isol et ayant de bonnes qualits de conduction thermique.

Deux types de refroidissement sont employs actuellement : - les transformateurs immergs dans une cuve contenant de lhuile qui assure le transfert des

calories entre le transformateur et la cuve munie dailettes- les transformateurs refroidissement dans lair : les bobinages sont imprgns de rsines

synthtiques et en contact avec lair ambiant.

Refroidissement par ventilateurs Transformateur immerg

2.1.3 Classification des transformateurs

a) petits transformateursils ont des puissances de moins de 1 kVA en gnral monophass

b) transformateurs spcialissils ont des puissances de 1 25 kVA , soit en monophas , soit en triphas

c) transformateurs de distribution- transformateurs sur poteaux de 25-50-100 kVA- transformateurs dans des postes de distribution 100 2000 kVA

d) transformateurs pour le transport et la distributionils ont des puissances de 2000 kVA 1350 MVA

e) transformateurs spciauxce sont des transformateurs pour les postes de soudure larc , les fours induction , les transformateurs de mesure, etc.

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2.2 ) Caractristiques des transformateurs

Un transformateur de distribution est dfini par ses caractristiques lectriques et ses caractristiques de construction.

2.2.1 Caractristiques lectriques

a) puissance assigneCest la puissance appele par lutilisation quun transformateur peut effectivement fournir , sans chauffement anormal. On lappelle aussi puissance nominale.

Gamme de puissance : 25 50 100 160 250 400 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 kVA

b) tensions assignesGnralement les transformateurs de distribution sont abaisseurs , cest--dire quils sont aliments en HTA et quils dlivrent une basse tension en 230 / 400 V

Exemple de tensions : - Primaire : tension assigne : 15kV- Secondaire : tension assigne : 230 / 410 V

c) frquencesElles sont de 50 Hz ou de 60 Hz

d) Courant assignCest le courant que le transformateur peut dbiter pleine charge , on lappelle aussi courant nominal.Exemple : transformateur de 400 kVA , courant assign secondaire 563 A

e) Tension de court-circuitCest la tension laquelle on alimente le transformateur , pour effectuer un essai en mettant le secondaire en court-circuit et en faisant dbiter le courant nominal au secondaire. La valeur de tension de court-circuit permet deffectuer des calculs de rendement.

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2.2.2 La plaque signaltique

Sur la plaque on trouve :

a) les caractristiques principales

- les rfrences du constructeur , le numro de fabrication , la date , le poids- la puissance apparente S (VA) du transformateur- la tension primaire U1 (V) et le courant primaire I1 (A) - la tension secondaire U2 (V) et le courant secondaire I2 (A)- le couplage (exemple : Dyn11)- la tension rduite de court-circuit Ucc (%)- les tensions dessai disolement

b) les indices horaires

A chaque couplage des enroulements primaires et secondaire correspond un indice horaire (de 30 en 30) , soit 12 dphasages diffrents.

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2.2.3 Les couplages des transformateurs

Pour des raisons de continuit de service , ou de variation journalires ou saisonnires de consommation dnergie , il est intressant de pouvoir coupler deux ou plusieurs transformateurs en parallle.

Pour effectuer le couplage de deux sources diffrentes , il faut respecter les conditions suivantes :

- Puissance : la puissance totale disponible est la somme des puissances des transformateurs. Si les puissances des transformateurs sont diffrentes , la puissance du plus gros transformateur ne doit pas dpasser deux fois la puissance du plus petit.

- Rseau : les transformateurs sont aliments par le mme rseau- Connexions : mmes longueurs de connexion surtout ct BT- Mme indice horaire de couplage des enroulements- Tension de courts-circuits gales 10% prs- Tension secondaires trs peu diffrentes selon la charge

a) couplage des enroulements

- couplage toile

- couplage triangle

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- couplage zig-zag-

le couplage zig-zag donne une meilleure rpartition des tensions en rseau BT quilibr

b) dsignation des couplages

Elle seffectue par deux lettres et un nombre (exemple : Dy11)

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S1.3 LA DISTRIBUTIONI. Postes de transformation1.1) Postes de livraison HTA/BT1.1.1 Conception gnrale dun poste1.1.2 Postes sur poteau1.1.3 Postes prfabriqus1.1.4 Postes dintrieur

1.2) Procdures dexploitation1.2.1 Couplage1.2.2 Coupure1.2.3 Verrouillages dexploitation

2 ) Les transformateurs2.1 ) Constitution2.1.1 Constitution gnrale2.1.2 Le refroidissement2.1.3 Classification des transformateurs

2.2 ) Caractristiques des transformateurs2.2.1 Caractristiques lectriques2.2.2 La plaque signaltique2.2.3 Les couplages des transformateurs

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