Circuit Triphasé | Système Etoile et Triangle
Il existe deux types de systèmes disponibles dans le circuit électrique, le système monophasé et le système triphasé. Dans un circuit monophasé, il n'y a qu'une seule phase, c'est-à-dire que le courant ne circule que par un seul fil et il y a une ligne neutre pour compléter le circuit. Ainsi, dans un circuit monophasé, la quantité minimale d'énergie peut être transportée. Ici, la station de génération et la station de charge seront également monophasées. C'est un ancien système utilisé depuis longtemps.
En 1882, une nouvelle invention a été réalisée sur le système polyphasé, permettant l'utilisation de plus d'une phase pour la génération, la transmission et le système de charge. Le circuit triphasé est le système polyphasé où trois phases sont envoyées ensemble du générateur à la charge.
Chaque phase a une différence de phase de 120o, c'est-à-dire un angle électrique de 120o. Ainsi, sur un total de 360o, les trois phases sont divisées en 120o chacune. La puissance dans le système triphasé est continue car les trois phases participent à la production totale de la puissance. Les courbes sinusoïdales pour le système triphasé sont présentées ci-dessous-
Les trois phases peuvent être utilisées comme des phases monophasées individuelles. Ainsi, si la charge est monophasée, alors une phase peut être prise du circuit triphasé et la neutre peut être utilisée comme terre pour compléter le circuit.
Pourquoi le système triphasé est-il préféré au système monophasé ?
Il existe diverses raisons à cette question, car il y a de nombreux avantages par rapport au circuit monophasé. Le système triphasé peut être utilisé comme trois lignes monophasées, donc il peut agir comme trois systèmes monophasés. La génération triphasée et la génération monophasée sont identiques dans le générateur, à l'exception de l'arrangement des bobines dans le générateur pour obtenir une différence de phase de 120o. Le conducteur nécessaire dans un circuit triphasé est de 75% de celui nécessaire dans un circuit monophasé. De plus, la puissance instantanée dans un système monophasé tombe à zéro, comme on peut le voir sur la courbe sinusoïdale, mais dans un système triphasé, la puissance nette de toutes les phases fournit une puissance continue à la charge.
Jusqu'à présent, nous pouvons dire qu'il y a trois sources de tension connectées ensemble pour former un circuit triphasé et cela se fait à l'intérieur du générateur. Le générateur possède trois sources de tension qui fonctionnent ensemble avec une différence de phase de 120o. Si nous pouvons arranger trois circuits monophasés avec une différence de phase de 120o, alors cela deviendra un circuit triphasé. Ainsi, une différence de phase de 120o est indispensable, sinon le circuit ne fonctionnera pas, la charge triphasée ne pourra pas être active et cela peut également causer des dommages au système.
La taille ou la quantité de métal des dispositifs triphasés n'a pas beaucoup de différence. Maintenant, si nous considérons le transformateur, il aura presque la même taille pour les systèmes monophasés et triphasés, car le transformateur ne fera que le lien du flux. Ainsi, le système triphasé aura une efficacité supérieure par rapport au système monophasé, car pour la même masse ou une petite différence de masse du transformateur, trois lignes triphasées sortiront, tandis que dans un système monophasé, il n'y aura qu'une seule ligne. Et les pertes seront minimales dans le circuit triphasé. Ainsi, en conclusion, le système triphasé aura une meilleure et plus grande efficacité par rapport au système monophasé.
Dans un circuit triphasé, les connexions peuvent être données de deux types :
Connexion en étoile
Connexion en triangle
Moins couramment, il y a aussi une connexion en delta ouvert où deux transformateurs monophasés sont utilisés pour fournir un alimentation triphasée. Ces configurations sont généralement utilisées uniquement en cas d'urgence, car leur efficacité est faible comparée aux systèmes delta-fermé (utilisés pendant les opérations standard).
Connexion en étoile
Dans la connexion en étoile, il y a quatre fils, trois fils sont des fils de phase et le quatrième est neutre, qui est pris du point d'étoile. La connexion en étoile est préférée pour la transmission de puissance sur de longues distances car elle dispose d'un point neutre. Ici, nous devons aborder le concept de courant équilibré et non équilibré dans le système de puissance.
Lorsqu'un courant égal circule dans les trois phases, on parle de courant équilibré. Lorsque le courant n'est pas égal dans l'une des phases, on parle de courant non équilibré. Dans ce cas, lors de conditions équilibrées, aucun courant ne circule par la ligne neutre et, par conséquent, le terminal neutre n'est pas utilisé. Mais lorsque le courant non équilibré circule dans le circuit triphasé, la neutre joue un rôle vital. Elle prend le courant non équilibré vers le sol et protège le transformateur. Le courant non équilibré affecte le transformateur et peut également endommager le transformateur, c'est pourquoi la connexion en étoile est préférée pour la transmission sur de longues distances.
La connexion en étoile est illustrée ci-dessous-
Dans la connexion en étoile, la tension de ligne est √3 fois la tension de phase. La tension de ligne est la tension entre deux phases dans le circuit triphasé et la tension de phase est la tension entre une phase et la ligne neutre. Et le courant est le même pour la ligne et la phase. Cela est illustré par l'expression ci-dessous
Connexion en triangle
Dans la connexion en triangle, il y a trois fils seulement et aucun terminal neutre n'est pris. Généralement, la connexion en triangle est préférée pour les courtes distances en raison du problème de courant non équilibré dans le circuit. La figure ci-dessous illustre la connexion en triangle. À la station de charge, le sol peut être utilisé comme chemin neutre si nécessaire.
Dans la connexion en triangle, la tension de ligne est la même que celle de la tension de phase. Et le courant de ligne est √3 fois le courant de phase. Cela est illustré par l'expression ci-dessous,
Dans un circuit triphasé, les connexions en étoile et en triangle peuvent être organisées de quatre manières différentes :
Connexion étoile-étoile
Connexion étoile-triangle
Connexion triangle-étoile
Connexion triangle-triangle
Mais la puissance est indépendante de l'arrangement du circuit du système triphasé. La puissance nette dans le circuit sera la même dans les connexions en étoile et en triangle. La puissance dans un circuit triphasé peut être calculée à partir de l'équation ci-dessous,
Puisqu'il y a trois phases, un multiple de 3 est effectué dans l'équation normale de puissance et le PF est le facteur de puissance. Le facteur de puissance est un facteur très important dans le système triphasé et, parfois, en raison de certaines erreurs, il est corrigé en utilisant des
