Cour audit pour les étudiants général de génie électrique

1. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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Les transformateurs sont des machines statiques à deux enroulements ou plus, transforme
un système de tension et courant alternatif en un autre système de tension et courant de
valeurs généralement différentes, à la même fréquence, dans le but de transmettre de la
puissance électrique.
➢ Types de transformateurs :
▪ Transformateurs de puissance: Sont utilisés dans le réseau électrique pour
permettre de transporter l'électricité sur de longues distances ( transfo
élévateur/abaisseur)
▪ Transformateur d'isolement : Ces transformateurs ont presque le même
nombre de spires au primaire et au secondaire. Largement utilisés pour changer
le régime de neutre
▪ Transformateur de mesure: un transformateur de mesure est
un transformateur destiné à alimenter des appareils de mesure, des compteurs,
des relais et autres appareilsanalogues

2. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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P1 P2
Les pertes

3. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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Puissance nominale Tension secondaire Courant secondaire
Tension de court circuit
Tension primaire
Courant primaire
Plaque signalétique d’un transformateur
Calculer : I2n, I2cc

4. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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▪ Le rendement d’un transformateur (η) est défini comme le rapport de la puissance de
sortie à la puissance d'entrée :

+
=
=
Pertes
P
P
P
P
u
u
a
u

En raison de la difficulté à déterminer le rendement par des mesures directes, il peut
être évalué conventionnellementpar les pertes garanties ou mesurées, comme suit :
Avec
PCC : pertes dues à la chargeau courantassignéet à la températurede référence
P0 : pertes à vide à la tension et à la fréquenceassignées
S : puissanceassignée
α : facteur de charge

5. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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▪ Le rendement d’un transformateur (η) est défini comme le rapport de la puissance de
sortie à la puissance d'entrée :

+
=
=
Pertes
P
P
P
P
u
u
a
u

▪ En général, les pertes d’un transformateur usuel représentent environ 2 à 3%
d’énergie consommée à la sortie

6. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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- Les pertes à vide sont constantet augmenteavec la puissance du
transformateur .
- Les perte en charge dépend et augmenteavec le taux de charge du
transformateur ,
-il ne faut pas surdimensionné le transformateur.
-il faut travailler avec un taux de charge entre 30 % et 60% de la puissance du
transformateur ,

7. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
• Pertes dues à la charge liées à la puissanceréactive et aux harmoniques:
• Sur la puissance réactive
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Il est donc important de diminuer la puissance réactive consommée.
➢ Rendement et le facteur de puissance

8. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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▪ Le transformateur fonctionne en moyenne avec un facteur de charge x (%) défini par
l’équationsuivante:
n
réel
P
P
x =
réel
P n
P
et désignent respectivement les puissances réelle et nominale
▪ le rendement des transformateurs varie en fonction du facteur de charge ‘x’ et de la
puissance nominale
➢ Rendement et le taux du charge

9. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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▪ Le transformateur fonctionne en moyenne avec un facteur de charge x (%) défini par
l’équationsuivante:
n
réel
P
P
x =
réel
P n
P
et désignent respectivement les puissances réelle et nominale
▪ le rendement des transformateurs varie en fonction du facteur de charge ‘x’ et de la
puissance nominale
➢ L’optimum du rendementse situe au voisinage de 40 % de taux de charge.

10. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
En cas de présence de plusieurs transformateurs au sein du poste de distribution,
il est possible d’opter pour les options détaillées ci-après :
• Dans le cas des transformateurs montés en parallèle et si la charge électrique
globale est inférieure à 20% de la puissance totale installée, il y a la
possibilité de réaliser des économies d’énergie importantes en débranchant un
ou plusieurs transformateurs afin de porter la charge des autres au voisinage
du facteur optimal.
• Nous pouvons aussi adopter un montage en parallèle de plusieurs
transformateurs afin d’équilibrer leurs taux de charge et les faire fonctionner
à des rendements supérieurs,
➢ Gestion des Transformateurs

11. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
➢ Diagnostic :
Lors d’une inspection, il est vivement recommandé de faire
spécialement attentionaux pointssuivants:
▪ Les indicationsde tous les compteurset dispositifsde mesure ;
▪ Les niveauxindiquéspar les jauges d’huile ;
▪ La température de l’huile affichée par le thermomètre;
▪ Voir si il y a des traces d’huile sous le transformateur en cas de fuite ,
▪ La charge du transformateur (valeurdu courant) ;
▪ Etat des dispositifsauxiliaires;
▪ Etat des raccordements aux dispositifsde protectionainsi que celui des dispositifs
de protection eux-mêmes ,
▪ Conditionsambiantesen s’intéressant spécialement à la température.
▪ Vérificationdes systèmes de ventilationdu poste transformateur,

12. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
Gradins d'une batterie de condensateurs grillés (vérifiée par une camera thérmique).
Il convient de vérifier le fonctionnement des batteries de condensateurs installées au
niveaudes postes de transformation :
- utilisons un multimètre ou un analyseur de réseau pour mesurer les puissances
réactives et actives consommées par la batterie, puis nous comparons les mesures
effectuées aux valeurs nominales données par le constructeur (puissance de batterie,
ratio énergétique (W/ kVAr) ).
- Dans le cas où les gradins de la batterie sont accessibles, ceux-ci peuvent être
vérifies en utilisantune caméra thermique
➢ Diagnostic :

13. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
Le prix d’ achat d’un transformateur 400kVA est de 60 000 Dh ,
calculer le temps de retour de cette action.
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Application 1 :
Le transformateur d’une usine de puissance 1000 kVA fonctionne 24h/24 avec un
taux de charge de 30%. On propose de changer ce transformateur par un autre de 400
KVA. Calculer le nouveau taux de charge et l’économie d’énergie relatif à ce projet (on
suppose que les deux transformateurs ont la même perte en charge).
-Perte à vide transfo 1000 kVA : 2 kw
-Perte à vide transfo 400 kVA : 0,4 kw

14. Chapitre 4 - TransformateursdeDistribution
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Application 2:
1. Un transformateurde puissance 630 kVA ( Cos (φ)=0,90, rendement=97 %
) fonctionne 24 h/jour en 365 jours /an avec un taux de charge de 35%.
Ses pertes énergétiques annuelles sont:
…………………………………….kWh
2. On change le transformateurcité précédemmentpar un autre qui
travaillera dans les mêmes conditions mais avec un rendementdu 99%.
L’économie d’énergie annuelle relatif à ce projet est de :
……………………………..kWh