Transformateurs de distribution réseau servant les réseaux de grille et de points
Installés dans des chambres fortes
Les transformateurs de réseau, qui sont des transformateurs de distribution servant les réseaux de grille et de points, sont des unités triphasées de grande taille.
Selon la norme ANSI C57.12.40 - 1982, les unités de réseau sont généralement classées en deux types : chambre forte ou sous-sol :
Les transformateurs de réseau sont également utilisés dans les bâtiments, généralement au sous-sol. Dans de tels cas, des transformateurs de type chambre forte peuvent être utilisés, à condition que la pièce soit correctement construite et sécurisée à cet effet. Les services publics peuvent également opter pour des unités sèches et des unités avec des huiles isolantes moins inflammables.
Caractéristiques techniques
Un transformateur de réseau est équipé d'un interrupteur triphasé du côté primaire, capable d'ouvrir, de fermer ou de court-circuiter la connexion du côté primaire à la terre. Ses tensions secondaires standard sont de 216Y/125 V et 480Y/277 V. Le tableau 1 ci-dessous répertorie les spécifications standard.
Les transformateurs d'une capacité nominale de 1000 kVA ou moins ont une impédance de 5 % ; pour ceux dont la capacité nominale dépasse 1000 kVA, l'impédance standard est de 7 %. Le rapport réactance-résistance (X/R) varie généralement entre 3 et 12. Les transformateurs à faible impédance (comme ceux ayant une impédance de 4 %) présentent des chutes de tension plus faibles et des courants de défaut du côté secondaire plus élevés. (Des courants de défaut secondaire plus élevés sont bénéfiques pour éliminer les défauts dans le réseau.) Cependant, une faible impédance a un coût – elle entraîne des courants circulants plus élevés et une pire répartition de la charge entre les transformateurs.
Les transformateurs d'une capacité nominale de 1000 kVA ou moins ont une impédance de 5 % ; pour ceux dont la capacité nominale dépasse 1000 kVA, l'impédance standard est de 7 %. Le rapport réactance-résistance (X/R) varie généralement entre 3 et 12. Les transformateurs à faible impédance (comme ceux ayant une impédance de 4 %) présentent des chutes de tension plus faibles et des courants de défaut du côté secondaire plus élevés. (Des courants de défaut secondaire plus élevés sont bénéfiques pour éliminer les défauts dans le réseau.) Cependant, une faible impédance a un coût – elle entraîne des courants circulants plus élevés et une pire répartition de la charge entre les transformateurs.
Connexions de mise à la terre
La plupart des transformateurs de réseau sont connectés en triangle-monoétoilé mis à la terre. En bloquant le courant de séquence zéro, cette connexion maintient le courant de mise à la terre sur les câbles primaires à un niveau bas. Par conséquent, un relais de défaut de terre très sensible peut être utilisé sur l'interrupteur du poste électrique. Le blocage du courant de séquence zéro réduit également le courant sur les neutres et les gaines des câbles, y compris les harmoniques de séquence zéro, principalement la troisième harmonique. En cas de défaut phase-terre sur le côté primaire, l'interrupteur de ligne disjoncte, mais les transformateurs de réseau continueront à alimenter le défaut jusqu'à ce que tous les protecteurs de réseau opèrent (et certains peuvent dysfonctionner). À ce stade, les transformateurs de réseau alimentent le circuit primaire comme un circuit non mis à la terre.
Dans un circuit non mis à la terre, un défaut monophasé phase-terre provoque un décalage du point neutre, ce qui augmente la tension phase-neutre des phases non défectueuses au niveau de la tension phase-phase. Les charges non réseau connectées phase-neutre seront exposées à cette surtension. Certains réseaux adoptent la méthode de connexion monoétoilé-monoétoilé mis à la terre.
Cette connexion est plus adaptée aux alimentations combinées. En cas de défaut phase-terre sur le côté primaire, l'interrupteur de ligne disjoncte. Pour le courant de retour vers le primaire à travers le réseau, la connexion étoile-étoile fournit toujours un point de référence de mise à la terre, réduisant ainsi la probabilité de surtension. La connexion monoétoilé-monoétoilé mis à la terre diminue également la probabilité de ferro-résonance lorsque le transformateur subit un commutation monopolaire. La plupart des transformateurs de réseau sont de type noyau, avec une structure de noyau à trois jambages (triphasé, trois colonnes) ou cinq jambages (triphasé, cinq colonnes). Le noyau à trois jambages, qu'il soit empilé ou enroulé, convient à une connexion en triangle-monoétoilé mis à la terre (mais pas à une connexion monoétoilé-monoétoilé mis à la terre en raison des problèmes de chauffage du réservoir). Un transformateur à noyau à cinq jambages convient aux deux types de connexions mentionnés ci-dessus.
