Le transformateur triphasé est un dispositif électromagnétique statique utilisé pour transférer l’énergie électrique entre deux circuits triphasés à des niveaux de tension différents, tout en conservant la même fréquence. Il est constitué de trois enroulements primaires et trois secondaires, généralement disposés autour d’un noyau magnétique commun, soit dans un seul transformateur à trois colonnes, soit en utilisant trois transformateurs monophasés interconnectés.

1. Chapitre II :
Transformateur Triphasé

2.  Les grandes distances qui séparent l’usine de production des points de distributions engendrent des chutes de
tension et des pertes d’énergie considérables par effet joule. Grâce aux transformateurs élévateurs de tension, on
arrive à transporter des puissances importantes à des centaines de kilomètres, tout en réduisant les pertes.
 De plus, la distribution de l’énergie électrique qu’elle que soit domestique ou industrielle se fait généralement
sous tension faible ou moyenne pour des raisons de commodité d’emploi et de sécurité, il est donc nécessaire, à
l’entrée d’une usine ou d’un bâtiment habitable de disposer d’une machine permettant d’adapter le niveau de la
tension de distribution aux dispositifs qui vont utiliser l’énergie électrique ; C’est le rôle des transformateurs
de distribution. (Les transformateurs Triphasé et monophasé).
1. Introduction

3. I . Constitution : Les transformateurs triphasés sont constitués de trois principales parties :
 le circuit magnétique, il est feuilleté pour réduire les pertes magnétiques ;
 les enroulements triphasé et les éléments permettant de les raccorder aux réseaux HT et BT
 la cuve qui a pour fonction de supporter l’ensemble et protéger les enroulements.
(Accessoires et Des organes mécaniques assurant les fonctions tels que support, protection, manutention, refroidissement ..etc.)
Le Transformateur Triphasé
Transformateur réel (partie active)
Transformateur réel (La cuve)

4. Le Transformateur Triphasé
 Pour des raisons de facilité de construction et
d'encombrement, on ramène généralement les 3
montants subsistants dans un même plan.
 Un transformateur triphasé est constitué, au départ,
de l'association de 3 transformateurs monophasés
dont les 3 primaires et les 3 secondaires sont
connectés ,soit en étoile, soit en triangle.
Disposition des enroulements
Disposition des enroulements

5. Le Transformateur Triphasé
I.1 Circuit magnétique
- Le circuit magnétique d’un transformateur est constitué par des tôles d’acier au silicium de 35 à 40/100mm
d’épaisseur, isolées entre elles et fortement comprimées par des boulons et des plaques de serrage.
- Le circuit magnétique est constitué de trois colonnes en générale alignées et de deux culasses qui assurent
la fermeture du circuit. Il est réalisé par empilage de tôles d’acier au silicium.
Chacune des colonnes reçoit les bobinages primaires et secondaires d’une phase comme pour les
transformateurs monophasés.

6. Le Transformateur Triphasé
I.1.1 Culasse
Matériaux employés Les matières utilisées sont : Tôles d’acier au silicium, pertes 1W.kg-1 à induction magnétique B de 1
Tesla, tôles à cristaux orientés, pertes 0,55 W.kg-1 également a 1 Tesla
- Ces tôles ont une épaisseur de 0,35 mm et sont isolées sur une face par oxydation superficielle pour les faibles puissances et
par du vernis pour les puissances plus grandes..
- Le serrage des tôles est effectué par des tiges filetées régulièrement réparties et isolées du circuit magnétique.
I.1.2 Noyaux
Constitués de tôles magnétiques isolées entre elles, les noyaux sont à section carrée, rectangulaire, en croix ou se rapprochant
de la section circulaire (pour diminuer le cuivre).

7. Le Transformateur Triphasé
Cycle d’hystérésis
La forme d’un cycle d’hystérésis constitue la photo d’identité d’un matériau
magnétique:
 L’aimantation rémanente Br : C’est la valeur de l’induction B lorsque le
champ H est nul
 Le champ coercitif Hc : C’est la valeur du champ pour que l’induction B
soit nulle
Pertes dans le fer : On distingue deux types de pertes dans le fer :
Pertes par hystérésis Les pertes par courant de Foucault

8. Le Transformateur Triphasé
Pertes par
d’hystérésis
La formule de Richter simplifiée permet de calculer ces pertes, pour des valeurs de l’induction B > 1T.
Ph = k V f B²
k : Constante dépendant du matériau
V : Volume du matériau , f : fréquence ,B : Induction électromagnétique
Nous notons que les pertes par hystérésis sont proportionnelles à la fréquence et au carré de l’induction.
Afin de les réduire, il faut employer des matériaux à faibles pertes
Remarque : Plus le cycle d’hystérésis est étroit, plus les pertes par hystérésis sont faibles.
Les pertes par
courant de Foucault
Chaque fois qu’une masse métallique est soumise à un champ magnétique variable, il y naît un courant
induit dit de Foucault. Celui-ci a pour effet d’échauffer le métal et d’induire des pertes supplémentaires
dans le fer.
Ces pertes sont données par la relation : P= k v f² b²
Le coefficient K est donné par la mesure sur un échantillon
Ces pertes sont proportionnelles au carré de la fréquence et au carré de l’induction
le feuilletage supprimer ou du moins les diminuer les pertes:
le feuilletage du circuit magnétique. (Empilement de tôles
dans le sens du champ.)

9. Le Transformateur Triphasé
I.2 Circuit électrique
I.2.1 Les enroulements d’un transformateur Les transformateurs sont constitués de deux enroulements :
L’enroulement basse tension
Pour les appareils les plus puissants, ils sont
réalisés en bande d’aluminium ou de cuivre
L’enroulement Haute tension
Pour les transformateurs de plus faible puissance, on
utilise des conducteurs de type méplat, émaillés ou
enrubannés de coton, de papier ou de toile vernie
le bobinage en longue couche (tension entre couche
important),
le bobinage en galette (réduit la tension entre couche),

10. Le Transformateur Triphasé
I.3 Partie mécanique
Ses rôles sont:
 Supporter l’ensemble technologique.
 Protéger les parties actives contre tout contact.
 Maintenir le fluide de refroidissement.
I.4 Les bornes (traversées)
Elles assurent l’isolation des connections à la
traversée du couvercle métallique de la cuve. La
partie isolante est constituée par une pièce en verre
ou en porcelaine, un conducteur en cuivre la traverse.
I.5 Organes auxiliaires
Le conservateur d’huile
C’est un récipient qui contient de la cilicagéne, (blanche,
marante, violet…..etc.) permet de distingué le taux d’humidité,
plus la couleur s’assombrie plus le transformateur est humide
Le conservateur de cilicagéne

11. Le Transformateur Triphasé
II. Modes de couplage des enroulements
On appelle couplage d’un transformateur triphasé, l’association de deux types déterminés de branchement, au primaire
et au secondaire.
 Au primaire (moyenne tension), on n’utilise que le montage étoile ou le montage triangle. La notation du type de
branchement est en lettres majuscules, soit Y pour étoile D pour triangle.
 Au secondaire (basse tension), les trois montages sont possibles. La notation du type de branchement est en lettres
minuscules, soit y pour étoile, d pour triangle et z pour zigzag.

12. Le Transformateur Triphasé
II. Modes de couplage des enroulements
Il est composé de deux demi-enroulements placés sur des
colonnes différentes. Présente les avantages du couplage
étoile (point neutre disponible) meilleure répartition de la
charge entre les colonnes en régime déséquilibré : - exige
1,16 fois plus de spires que le couplage étoile.
- utilisé pour les secondaires uniquement.
Le couplage étoile : Y
Le couplage zigzag : Z
Le couplage triangle : D

13. Le Transformateur Triphasé
II.2 Désignation des transformateurs et Indice horaire
Pour caractériser complétement le couplage des enroulements d’un transformateur triphasé, on utilise une abréviation
standardisée par l’I.E.C(Commission électrotechnique internationale , caractérisée au minimum par 3 symboles :
1- pour le côté “haute” tension, une lettre majuscule désignant le type de couplage : Y pour étoile, D pour triangle
2- pour le côté “basse” tension, une lettre minuscule désignant le type de couplage : y pour étoile, d pour triangle ,z zigzag
2- un nombre compris entre 0 et 11, appelé groupe horaire ou indice horaire, caractérisant le déphasage entre tensions
primaire et secondaire relatives à une même phase. Ce nombre est obtenu en plaçant sur un cadran d’horloge, le phaseur de la
tension primaire sur le nombre 12 et en lisant le nombre pointé par le phaseur de la tension secondaire.
Calcul de l’indice horaire
L’indice horaire est un moyen simple pour caractériser le déphasage introduit
par le transformateur entre les tensions simples primaire et secondaire. Cet
indice est représenté par un nombre entier compris entre 0 et 11. On obtient le
déphasage en multipliant ce chiffre par (30°)et en tournant dans le sens
horaire

14. Le Transformateur Triphasé
Exemple de couplages
Couplage Yy0
Triangle-étoile -11h (D-y11)

15. Le Transformateur Triphasé
Tableau résumant Indice horaire suivant le couplage

16. Le Transformateur Triphasé
Tableau résumant Indice horaire suivant le couplage

17. Le Transformateur Triphasé
II.2 Grandeurs nominales et rapport de transformation
 La tension nominale
C’est la tension composée au primaire ou/et au secondaire. C’est celle aux bornes d’un enroulement uniquement dans le cas du
couplage triangle.
 Le courant nominal : C’est le courant admissible dans un fil de ligne
La puissance apparente nominale
C’est la racine de 3 fois le produit des valeurs
nominales de la tension et du courant.
Quelque soit le couplage
La puissance active
P= 3 UI.Cos
La puissance réactive
Q= 3 UI.Sin
 Rapport de transformation (en monophasé : )
En triphasé : Il est égal au rapport de la tension U20 (Entre deux fils de phase de la ligne secondaire à vide) et U1 (entre
deux fils de phase de la ligne primaire).
Les tensions U20 et U1, ne sont égales aux tensions aux bornes
des enroulements que pour un couplage triangle.

18. Le Transformateur Triphasé
 Le rapport de transformation est étroitement lié au type de couplage retenu pour le primaire et le secondaire.
Couplage Dd et Couplage Yy
Couplage Dy
Couplage Yd
Couplage Yz
Couplage Dz

19. La plaque signalétique

20. Le Transformateur Triphasé
III. Etude électriques des transformateurs triphasés
Avec :
r1 : résistance du bobinage primaire par phase.
X1 : réactance du bobinage primaire par phase.
r2 : résistance du bobinage secondaire par phase.
X2 : réactance du bobinage secondaire par phase.
Rf : résistance fer.
Xm : réactance de magnétisation.
Schéma équivalent par phase d’un transformateur triphasé
On rappelle que l’hypothèse de Kapp consiste à négliger le
courant à vide devant le courant nominale ce qui implique de
négliger la branche de magnétisation.
Schéma équivalent par phase ramené au secondaire sous l’hypothèse de Kapp
 Chute de tension: calcule de la même façon que pour
un transformateur monophasé , en considérant une des trois
phase du transformateur. Il faut cependant travailler avec la
simple V et le courant de phase J.
la chute de tension approché par phase

21. Le Transformateur Triphasé
Détermination des éléments du schéma électrique
 Essai à vide :
 Essai en court-circuit :
 Le rendement Quel que soit le couplage retenu, le rendement du transformateur triphasé est :
Pertes : Pertes fer + Pertes joules (Pertes fer = essai à vide ; Pertes joules = essai en court circuit)