Régulation de la tension des transformateurs : formule et exemple de travail

Formule de régulation de la tension du transformateur C’est une question d’ingénierie spécifique qui nécessite une définition de la limite avant de prendre une décision concernant un calcul, une inspection ou une mise en service. La régulation de la tension du transformateur décrit le changement de tension à la borne secondaire entre une condition de charge nulle et une condition de charge pleine, généralement avec la tension primaire maintenue constante. Une expression courante est la régulation de la tension = (tension secondaire à charge nulle − tension secondaire à pleine charge) ÷ tension secondaire à pleine charge × 100%. La convention de signe et de référence doit être indiquée car les études sur les transformateurs utilisent également des formules d’impédance approximatives et des définitions basées sur les phasés. Utilisez la valeur nominale du transformateur, le facteur de puissance, la position de la borne et la méthode d’essai lors de la prise de décisions de conception.

La formule et l'état de référence

Si un transformateur affiche 415 V en charge nulle et 400 V en charge maximale, la régulation utilisant la tension de charge maximale comme dénominateur est (415 − 400) ÷ 400 × 100 = 3,75%. Le résultat est un changement de tension, pas une valeur d’efficacité et pas une valeur garantie du champ à chaque charge. Indiquez si le dénominateur utilise la tension en charge nulle ou la tension maximale et si la tension primaire est maintenue constante.

Certaines fiches techniques utilisent une approximation de l'impédance en pourcentage ou une valeur réglementaire pour un facteur de puissance donné. Ces valeurs ne sont pas interchangeables sans vérifier la définition. Notez la fréquence de prise de courant, la position de l'attache, la connexion du bobinage et la correction de la température. Un calcul qui omet le facteur de puissance peut être trompeur car la baisse de tension réactive varie avec l'angle de charge.

Effets de la résistance et de la reactance

La baisse de tension dépend de la résistance, de la réactivité et du facteur de puissance du transformateur par unité de puissance. Dans le cas d’un facteur de puissance décroissant, la composante réactive ajoute généralement à cette baisse. Dans le cas d’un facteur de puissance croissant, elle peut réduire cette baisse et, dans certains cas, produire une régulation négative selon la convention choisie. Utilisez une méthode phasique ou par unité de puissance lorsque le projet nécessite une estimation plus précise.

Ne considérez pas l’impédance de la plaque d’immatriculation comme équivalente à la régulation de la tension. L’impédance est mesurée lors d’un test spécifique et comprend des informations sur la magnitude ; la régulation dépend également des composants résistifs et réactifs ainsi que de l’angle de charge. Demandez les données sur les pertes ou la résistance du fabricant lorsque vous avez besoin d’un calcul précis.

Un exemple de trois phases

Supposons qu’un transformateur ait une tension secondaire nominale de 415 V en charge et une tension terminale mesurée de 400 V à la valeur nominale de courant et de facteur de puissance. La régulation est de 3,75% en utilisant le dénominateur à pleine charge. Si le propriétaire utilise la tension de charge comme dénominateur, le pourcentage affiché change. Les deux conventions peuvent être calculées, mais le rapport doit indiquer le dénominateur.

Pour un projet réel, répétez la mesure aux bornes du transformateur et sur le bus de réception si le problème est dû à une perte de câble. L’impédance du câble, les conductances parallèles, la tension de démarrage, les harmoniques et la charge non équilibrée de phase peuvent entraîner une tension client différente. Gardez la régulation du transformateur et la baisse de tension en aval séparés dans l’étude.

Tappez sur les variateurs et la tension de fonctionnement

Un robinet de réglage permet de modifier le rapport de virages afin que le transformateur puisse maintenir une tension secondaire utile dans une plage de tension primaire définie. Un robinet de réglage déenergisé nécessite une isolation avant utilisation. Un robinet de réglage à charge active dispose de commandes, limites, interrupteurs et exigences de maintenance spécifiques. N’utilisez jamais un robinet de réglage uniquement en fonction d’une formule sans vérifier la notice et les instructions du fabricant.

La position de branchement utilisée lors d’un test doit être enregistrée avec la tension primaire, la tension secondaire, la charge, le facteur de puissance et la température. Une branchement peut corriger une condition de fourniture normale, mais ne peut compenser un câble de faible capacité ou une panne. La coordination de protection et d’isolation doit rester valide à chaque branchement autorisé.

Température et conditions d'essai

La résistance du cuivre et la résistance de la bobine varient avec la température. La tension du transformateur mesurée à froid peut ne pas correspondre à la valeur à la température de fonctionnement. L’exactitude des équipements de test, la disposition des conducteurs, l’excitation, la fréquence et la stabilisation influencent également le résultat. Utilisez plutôt les normes applicables pour les transformateurs et le plan de test du projet, et n’utilisez pas de comparaison avec des valeurs non corrigées.

La construction à sec ou immergée dans l’huile affecte la pratique de la mesure et de la refroidissement, mais le calcul nécessite toujours un état précis. Pour un transformateur industriel immergé dans l’huile, inspectez le réservoir, les bushings, le mécanisme de raccordement et les équipements de refroidissement lors de la mise en service. La page produit liée ici est une référence technique, et non un substitut du rapport d’essai fourni.

Facteur de puissance de charge

Une charge moteur à décalage produit généralement une chute de tension différente d’une charge résistive à facteur de puissance égal à la même kVA. Une condition de correction de la capacité à tendance ascendante peut modifier à la fois la magnitude et la direction. Incluez le facteur de puissance du circuit et toutes les étapes de commutation de la capacité dans l’étude.

Si la charge change rapidement, un pourcentage statique risque de ne pas tenir compte du comportement initial ou transitoire. Veuillez consulter l’étude sur le démarrage du moteur, l’analyse harmonique et les paramètres de protection, lorsque cela s’applique. Veuillez indiquer le point de fonctionnement plutôt que de présenter la régulation comme une propriété inhérente au transformateur.

Vérification sur le terrain

Mesurez la tension primaire et secondaire avec un équipement sûr et calibré à vide et à charge représentative uniquement selon une procédure approuvée. Identifiez les bornes exactes, la tension, le courant, le facteur de puissance, l’environnement et la température. Évitez les personnes proches des parties exposées à la tension et utilisez le programme de sécurité électrique du lieu.

Comparez le résultat avec le rapport du fabricant en utilisant des définitions correspondantes. Si la valeur du champ diffère, vérifiez l’alimentation, la tension de fonctionnement, le profil de charge, la longueur du câble, le rapport entre l’instrument et le transformateur et les connexions avant de conclure que le transformateur est défectueux. Un seul nombre de champ sans contexte ne constitue pas un diagnostic.

Liste de contrôle pour la passation de marchés et la déclaration de résultats

Demandez les tensions nominales, la plage de tensions, le groupe de vecteurs, l’impédance, les pertes, la définition de la régulation, les conditions d’essai, la tolérance, le mode de refroidissement et l’agencement des bornes. Indiquez le facteur de puissance de charge et les exigences en matière de tension de la borne dans la demande de prix. Demandez au fournisseur de présenter le calcul, et non seulement un pourcentage global.

Gardez le Guide de test de ratio de rotation distinct de la réglementation. Un test de ratio vérifie la relation entre les bobinages, tandis que la régulation décrit le changement de tension en charge. Guide de dimensionnement des transformateurs Il couvre la décision concernant la notation en fonction de la formule.

Guides relatifs aux produits et à l'ingénierie

Pour le contexte de produit correspondant à Shenheng, voir la page du produit concerné. Pour le sujet plus général, lire le guide d’ingénierie parent. Lire aussi : Premier guide connexe et Deuxième guide connexe.

Sources et normes

Source de l’autorité 1 · Source de l'autorité 2

Comment utiliser le résultat dans un projet

Commencez par l’identité de l’équipement final et le design publié. Notez l’état de fonctionnement, le point de mesure, les conditions environnementales et la décision que le résultat doit justifier. Comparez ensuite les preuves avec la norme applicable, les instructions du fabricant et le plan d’acceptation du projet. Si un prérequis est absent, conservez l’élément tel quel plutôt que de le combler avec une valeur générique. Cette approche permet à un acheteur, à un ingénieur chargé de la mise en service et à l’équipe d’exploitation de discuter de la même ressource matérielle.

Pour toute demande de renseignements auprès d’un fournisseur, demandez les bases de calcul, les modalités vérifiées, les limites, les relevés d’essais et les écarts. Pour les travaux sur site, notez la personne, l’instrument, la date, la limite d’isolation et la vérification de la restauration. Un enregistrement succinct mais complet est plus utile qu’un rapport long et dense qui cache le seul élément nécessaire pour autoriser la prochaine étape.

Sécurité et contrôle des modifications

L’équipement électrique peut conserver de l’énergie ou être alimenté par plus d’une source. Les travaux qui exposent les conducteurs, éliminent des barrières ou modifient une fonction de protection ou de contrôle nécessitent une autorisation, une isolation, une vérification de l’absence de tension et une supervision qualifiée. Ne pas utiliser cet article comme instruction de branchement. Si l’installation diffère de la représentation sur le plan, arrêtez-vous et obtenez un avis technique avant de poursuivre.

Après un test ou une inspection, réinstallez les couvre-lit, les liens, les volets, les interlocks, les étiquettes et les réglages. Utilisez un contrôle indépendant pour identifier les étapes critiques de restauration. Notez les exceptions et les associez au registre final des actifs. Cela protège les équipes de maintenance futures contre le recours à un état de test temporaire.

Lorsque les preuves sont incomplètes, identifiez les données manquantes et attribuez-y un propriétaire de la revue. Ne remplissez pas de données d’évaluation, de point d’amorçage, de débouclage ou de résultat d’essai provenant d’une autre famille de produits. Maintenez la famille de produits, la classe de tension et l’environnement du site cohérents depuis le premier calcul jusqu’à la remise définitive. Cela rend les comparaisons ultérieures entre les tendances plus pertinentes et permet à l’équipe d’approvisionnement d’avoir une liste claire de questions à poser au fournisseur.

Vidéo pour le contexte système

Cette explication pratique et neutre de Practical Engineering fournit un contexte utile concernant les sous-stations, les transformateurs et les équipements de commande. Il s’agit d’une formation de base, et non d’un cours de projet.

Foire aux questions

Quel est le principal faux pas à éviter ?

Traiter un pourcentage, une dimension ou un indicateur comme une valeur d’acceptation universelle. La formule de décision de régulation de la tension du transformateur doit utiliser la norme applicable, le matériel réel et les conditions documentées.

La page produit peut-elle remplacer l’ingénierie de projet ?

Non. La page produit associée identifie une catégorie de produit Shenheng pertinente. Les évaluations, les accessoires, les réglages et les valeurs d’acceptation doivent provenir des documents du projet et de l’équipement fourni.

Qu’est-ce qui doit être conservé pour la remise des clés ?

Conserver le dessin approuvé, les lectures brutes, la méthode d’essai, les informations sur les instruments, les déviations, les réglages définitifs et le relevé de l’état final afin que le résultat puisse être reproduit.

Cette guide autorise-t-elle le travail à distance ?

Non. Le personnel qualifié doit suivre le programme de sécurité électrique du site, les instructions d’isolation et les instructions du fabricant.