Description de la connexion du transformateur en étoile (Δ – Y) : déphasage, neutre, mise à la terre et utilisations

A transformateur delta-étoile(également écritΔ–Youétoile delta) est untransformateur triphasé-connexion où un côté des enroulements du transformateur est connecté dansdelta (Δ)et l'autre côté est connecté enoui (Y). La disposition la plus courante dans la distribution d'énergie estprimaire en triangle, secondaire en étoilecar il fournit un utilisableneutredu côté basse-tension et fonctionne bien avec des charges mixtes triphasées-et monophasées-.

Cet article explique le fonctionnement de la connexion en étoile-en triangle, sonrelations tension/courant, leDéphasage de 30 degrés, les implications de base, les avantages/inconvénients et les applications courantes (y compris les groupes de vecteurs commeDyna11).

Un transformateur triangle-étoile possède :

Enroulement Delta (Δ) :les enroulements triphasés sont connectés bout à bout-à-en boucle fermée.

Enroulement en étoile (Y) :une extrémité de chaque enroulement de phase est liée ensemble pour former unpoint neutre, et les autres extrémités deviennent les bornes de ligne.

Vous les verrez souvent dans une distribution-étape vers le bas, par exemple :

Delta moyenne tension (MT) → étoile basse tension (BT)(triphasé, 4 fils)

Exemples (en fonction de la région-) :

11 kV Δ → 400/230 VY (neutre disponible)

13,8 kV Δ → 480/277 VY (neutre disponible)

Bases de l'enroulement Delta (Δ)

Dans une connexion delta :

Il y apas de point neutre.

L'enroulement forme une boucle fermée, qui permet à certains courants de circulation de circuler en interne (utile pour les harmoniques et les déséquilibres).

Relations ligne/phase (delta) :

Où:

= tension de ligne-à-tension de ligne

= tension aux bornes d'un enroulement (phase)

= courant de ligne

= courant d'enroulement (phase)

Bases de l'enroulement en étoile (Y)

Dans une connexion en étoile :

A neutrepeut être mis en évidence et mis à la terre.

Il prend en chargeligne-à-charges neutres(charges monophasées-) ainsi que les charges de ligne-à-ligne.

Relations ligne/phase (étoile) :

Un transformateurrapport de toursétablit la relation entre letensions de phasedes deux enroulements. Mais comme le triangle et l'étoile ont des relations ligne/phase différentes, il est important de préciser clairement si vous voulez direligne-à-ligneouphasevaleurs.

Un point pratique à retenir :

Sur lecôté étoile, vous obtenez les deux :

Tension ligne-à-ligne(charges triphasées)

Ligne-à-tension neutre(charges monophasées-)

Par exemple, sur un secondaire en étoile 400/230 V :

C'est l'une des principales raisons pour lesquelles les services publics et les installations préfèrentΔ primaire → Y secondairepour distribution.

Une caractéristique clé des transformateurs triangle-étoile est qu'ils introduisent unDéphasage de 30 degrésentre le primaire et le secondairetensions ligne-à-ligne.

Les connexions en triangle et en étoile référencent les tensions de ligne différemment par rapport à leurs enroulements de phase.

En conséquence, les tensions de ligne secondaire sont décalées de+30 degrés ou −30 degréspar rapport au primaire, en fonction de la façon dont les enroulements sont connectés.

Notation des groupes de vecteurs (Dyn11, Dyn1)

Les plaques signalétiques des transformateurs indiquent souvent ungroupe de vecteurs, tel queDyna11.

D= Delta côté haute-tension (HT)

y= Étoile du côté basse-tension (BT)

n= Neutre ressorti côté étoile

11(notation d'horloge)=déphasage

Les plus courants :

Dyna11 :BT généralementretardsHV de 30 degrés (très courant en distribution)

Dyn1 :BT généralementconduitHV de 30 degrés

Pourquoi le déphasage est important

En général, vousne peut pas mettre en parallèletransformateurs avec différents groupes vectoriels (ou déphasages différents) sans provoquer de courants de circulation ni de partage de charge inapproprié.

Le déphasage est également important lors de l'interface avec d'autres systèmes d'alimentation, de mesure et de protection.

Disponibilité neutre côté étoile

Un secondaire en étoile fournit unpoint neutre, permettant unSystème triphasé à 4 fils. C’est idéal lorsque vous avez :

moteurs triphasés-(ligne-à-ligne)

charges de bâtiment monophasées-(ligne-à-neutre), telles que l'éclairage et les prises

Avantages de la mise à la terre

Lorsque le neutre en étoile est mis à la terre (solidement ou via une impédance, selon la conception) :

le système a une référence stable à la terre

défauts à la terrepeut être détecté de manière plus fiable

les dispositifs de protection peuvent fonctionner correctement en fonction des niveaux de courant de défaut attendus

(Le comportement exact du défaut dépend de la méthode de mise à la terre et de la configuration plus large du système.)

Harmoniques triples (3ème, 9ème, 15ème…)

Charges non-linéaires (VFD, redresseurs, alimentations informatiques, pilotes de LED) peutproduire des harmoniques. Dans les systèmes triphasés-,harmoniques triplessont des composants « séquence zéro- » qui ont tendance à ajouter du neutre sur les systèmes en étoile.

Un enroulement delta fournit un chemin fermé où certaines de ces composantes harmoniques peuventcirculer dans le delta, contribuant ainsi à les empêcher de se propager aussi fortement dans le système en amont (l'étendue dépend de la conception et du chargement).

Charges déséquilibrées

Les systèmes Delta-wye fonctionnent souvent bien dans des installations réelles pour les raisons suivantes :

le secondaire en étoile peut servir plus naturellement des charges monophasées déséquilibrées-

le côté delta peut aider à absorber certains composants du déséquilibre (dépendant du système-)

Neutre côté étoile
Permet une distribution triphasée-à 4-fils et des charges ligne-neutre.

Idéal pour-une distribution progressive
Commun pour l’alimentation MT → BT dans les installations commerciales/industrielles.

Harmoniqueavantages en matière de manutention
Delta peut fournir un chemin pour la circulation des courants harmoniques triples.

Flexibilité de mise à la terre
La mise à la terre du neutre en étoile fournit une référence stable et peut améliorer les performances de protection.

Isolation entre les systèmes
Le transformateur assure une isolation galvanique ; et la disposition delta/étoile peut modifier la façon dont les composants homopolaires-se transfèrent entre les côtés (dépend de la mise à la terre et de la configuration).

Déphasage de 30 degréscomplique la mise en parallèle et l'intégration du système si les groupes de vecteurs ne correspondent pas.

Pas de neutre côté delta(ne peut pas desservir la ligne-à-des charges neutres depuis le delta).

Le comportement des défauts dépend fortement de la conception de la mise à la terre; des choix de mise à la terre incorrects peuvent entraîner des problèmes de protection ou des surtensions dans certaines conditions de défaut.

Dans certains scénarios, les courants circulant dans le delta peuvent provoquerchauffage d'appoint(en particulier en cas de distorsion/déséquilibre), qui doivent être pris en compte lors de la conception et du chargement.

Delta-Étoile (Δ–Y) : raisons typiques de le choisir

Besoin d'unneutreau secondaire pour charges mixtes

Exigence commune de distribution BT (triphasée, 4 fils)

Souvent préféré pour l'accès aux services publics/services-vers le bas

Étoile-Delta (Y–Δ) : raisons typiques de le choisir

Utilisé dans certains contextes-de montée en puissance ou d'interconnexion

Le secondaire Delta peut être utile lorsqu'aucun neutre n'est nécessaire et que certaines caractéristiques harmoniques/déséquilibres sont souhaitées.

Dans les deux cas, rappelez-vous :le groupe de vecteurs et le déphasage doivent correspondrelors de la mise en parallèle ou de l'intégration avec d'autres transformateurs/sources.

Transformateurs de distribution de services publics :Primaire triangle MT vers secondaire étoile BT (neutre mis à la terre)

Bâtiments commerciaux :alimentant des systèmes 400/230 V ou 208/120 V

Installations industrielles :charges de moteur mixtes-triphasées et charges auxiliaires-monophasées

Installation-des tableaux MT vers BT

Création d'une référence neutre mise à la terrepour un système BT local (lorsqu'il est conçu pour cela)

Quel est le déphasage d'un transformateur triangle-étoile ?

Typiquement30 degrés(soit +30 degrés, soit −30 degrés), selon le groupe de vecteurs (par exemple, Dyn11 vs Dyn1).

Un transformateur triangle-étoile fournit-il un neutre ?

Oui-sur lecôté étoile. S'il est marqué de"n"(par exemple, Dyn11), le neutre est sorti pour utilisation et mise à la terre.

Pourquoi le delta primaire et l'étoile secondaire sont-ils si courants ?

Parce qu'il fournit unneutre pour les charges basse-tension, prend en charge les charges triphasées et monophasées et offre des avantages pratiques en matière de mise à la terre et d'harmonie.

Pouvez-vous mettre en parallèle des transformateurs triangle-étoile ?

Oui, mais seulement si les caractéristiques clés correspondent-surtoutgroupe de vecteurs, le rapport de tension, l'impédance et les paramètres de prise. Un déphasage non adapté peut provoquer des courants de circulation importants.

A transformateur delta-étoile (Δ – Y)connecte un côté en triangle et l'autre en étoile (souvent Δ primaire → Y secondaire).

Il introduit unDéphasage de 30 degrés, indiqué sur la plaque signalétique par une notation de groupe vectoriel commeDyna11.

Lele côté étoile peut fournir un neutre, ce qui le rend idéal pour la distribution triphasée à 4 fils.

Leenroulement en trianglepeut aider à gérer les harmoniques triples et certains composants de déséquilibre.

Considérez toujourscompatibilité des groupes de vecteurset la conception de la mise à la terre lors de la spécification ou de la mise en parallèle de transformateurs Δ – Y.

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