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 Probème sur transformateur

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snac666



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MessageSujet: Probème sur transformateur   Mar 26 Nov 2013 - 14:17

Bonjour à tous!

Je suis de retour pour vous jouer un mauvais tour! Ou pas :)Très content de l'aide que vous m'avez apporté la dernière fois, je renouvelle l'expérience.

Je rencontre un problème avec un transformateur de mise à la terre. Ci-joint ça plaque signalétique, car je suis persuadé que vous allez me la demander Smile



Et un petit schéma de l'installation : c'est le point neutre d'un générateur triphasé de tension nominale 15kV.



On peut voir une résistance au secondaire du transformateur, qui permet de fixer le courant. Puis des petits transfo de courant pour alimenter des relais de protections.

Le but du circuit est de protéger mon générateur contre un défaut de mise à la terre de l'enroulement stator.

Je me suis aperçu lors du test de la protection que je déclenche pour un défaut de 10%Un au lieu de 5%Un.
Après quelques recherches, le problème viendrait du transformateur. Sur la papier il est censé avoir un ratio de 50. Chose que j'ai vérifié à vide(en déconnectant le secondaire) en injectant 300Vac à son primaire. Cependant
lorsque que je ne débranche pas le secondaire et je que j'injecte 300Vac à son primaire, mon ratio passe à 100 du moins pour la tension...

Uprimaire=300Vac
Usecondaire=3,18Vac

Iprimaire=0,37A
Isecondaire=18,6A

Mes questions sont donc :

Comment est-il possible d'avoir un ratio bon à vide et mauvais en charge?
Comment est-il possible d'avoir un ratio bon en tension et mauvais en courant?

Est-il possible que la valeur de la résistance au secondaire du transformateur soit trop faible et que par conséquent trop de courant est appelé par la charge et que donc la tension chute ?

La valeur de la résistance est de 0,156ohm(mesuré par moi même)
Résistance secondaire transfo=0,1ohm (mesuré par moi même)

Merci bien
En espérant que vous avez eu le courage de me lire Smile
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Le Loup Blanc
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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Mar 26 Nov 2013 - 16:18

Bonjour

Tout ce que tu trouves semble normal ......

Fais donc le schéma équivalent de ton transfo et de sa charge ... et tu comprendras ...

Cordialement



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snac666



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Mer 27 Nov 2013 - 9:41

Juste en lisant ta phrase j'ai compris le problème, enfin d'ou venait cet écart!

J'ai honte Smile

Merci bien en tout cas
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herve
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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Mer 27 Nov 2013 - 10:00

Bonjour

Explique quand même, cela peut aider d'autres personnes sur le forum !

C'est aussi le but de se forum; l'échange.

Merci

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snac666



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Jeu 28 Nov 2013 - 8:44

Bonjour,

En fait, je ne trouvais pas le même ratio car la résistance de l'enroulement secondaire de mon transformateur 0,1ohm est non négligeable.

Smile
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Le Loup Blanc
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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Jeu 28 Nov 2013 - 9:09

Bonjour

Cela mériterait une explication un peu plus technique,
en réalisant par exemple le schéma équivalent de cet ensemble transformateur et sa charge.
Cela te  permettrait un calcul, une justification des valeurs de réglage, et la rédaction d'une note technique justificative y afférent, ne serait-ce que vis à vos d'un Bureau e Contrôle.
Ensuite essais de validation pour confirmer celle-ci

Je ne comprends pas beaucoup de la façon dont tu as opéré sur un système de protection de cette importance .....

Comme dit Hervé, ton problème est assez intéressant pour que tu présentes l'analyse de celui-ci sur ce forum, afin de servir d'exemple méthodologique à nos lecteurs.
D'autant plu qu'il est relativement simple et se prête bien à un une analyse sur papier, sans nécessiter de logiciel de calcul....
Il serait très formateur et éviterait à d'autres de tomber dans ce piège.
Comme le dit et le fait toujours notre ami Electron Libre, il faut toujours commencer par faire un schéma électrique équivalent ... :
- cela oblige de se poser les bonnes questions,
- cela évite de longs discours et des erreurs d'interprétation,
- cela permet d'appliquer les méthodes de calculs conventionnelles sur des circuits bien identifiés.


cordialement

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snac666



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Ven 29 Nov 2013 - 12:47

Bonjour,

Ma façon d'opérer peut vous semblez surprenante, je pense que cela est due à mon manque d'expérience dans le domaine. Néanmoins, vous savez quand on est sur le "terrain" adopter la bonne démarche n'est pas si évident.

Pour l'anecdote c'est mon bureau d'étude lui même qui ma demandé une semaine plus tôt de modifier le setting de cette protection la rendant opérante pour 10%Ust au lieu de 5%Ust.

Je les ais informé de cette erreur et ils m'ont confirmé ne pas avoir pris en compte la résistance de l'enroulement secondaire du transfo.

Ci-joint un schéma équivalent pour ceux que sa intéresse :

[img][/img]




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Le Loup Blanc
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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Ven 29 Nov 2013 - 16:52

Bonjour

On s'approche un peu de la solution, mais pourquoi tiens-tu compte uniquement de la valeur R que tu as mesuré ....... .... et tu oublie le Zcc que tu peux déduire directement des valeurs plaquées...( Ucc).

Malheureusement, tu connais bien Zcc , mais pas sa décomposition en Rcc et Xcc.
Il faudrait la fiche technique constructeur de ce transfo, mais on doit pouvoir les approximer d'aprés des fiches de transfos de même technologie.

Je viens de rajouter sur ce forum, en pos-it, un document intéressant sur le transfo monophasé .... je penses qu'il pourra te servit , et que tu pourras construire le diagramme de Kapp.
dans ton cas, ta charge est purement ohmique (0,156 Ohm ) donc cos PHI2 = 1 .
http://www.electrotechnique-fr.com/t85-623-transport-de-l-energie#128

Cordialement

PS je suis en déplacement, avec un accès internet réduit, et je ne pourrais, dans l’immédiat , t'aider plus .....

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snac666



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Sam 30 Nov 2013 - 10:07

Effectivement je n'ai pas pris en compte Xcc.

Je vais essayer de calculer Zcc:

U2 en cc=(Un/50)*Ucc%=(15000/50)*0,041=12,3v

Zcc=U2CC/I2n=12,3/55=0,22ohm
Soit Xs=RACINE(Zcc²-R²)=0,184ohm

Calcul de I2 lors d'un défaut de 5%Ust :

I2=U/Z=8,66/(0,22+0,156)=23,03A

Calcul de I secondaire du TC de protection:

I2=23,03/250=0,09A

Donc sauf erreur de ma part le courant au secondaire de mon TC de protection est finalement de 0,09A.
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Aster



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Sam 30 Nov 2013 - 13:27

Bonjour,

La problématique consiste à vérifier le bon fonctionnement de la protection masse stator à 95%.
Celle-ci protège l'alternateur des conséquences d'un défaut d'isolement d'une phase des enroulements statoriques avec la masse (le stator lui-même).
En cas de défaut d'isolement va circuler un courant défaut qui peut-être dommageable au stator. Si on peut limiter les conséquences aux seuls conducteurs en défaut et non toute la carcasse statorique c'est aussi bien.
Pour cela, au niveau du point neutre, on insère une résistance (ici derrière un transformateur) qui limitera le courant de défaut d'isolement à un courant de l'ordre d'une dizaine d'Ampères.

Pour tester la protection masse stator à 95%, il faut connaître le courant maximal de défaut injecté par l'ensemble transformateur de point neutre et résistance.
Etant en configuration de neutre hautement impédant ; en cas de défaut d'isolement, le point neutre s'élève à la tension nominale phase-neutre (15 kV/√3).(On remarque qu'ici notre transformateur est surdimensionné à 15 kV)
Pour connaître notre courant maximal de défaut, il faut alors appliquer au primaire 15 kV/√3. Et la protection devra être réglée à un seuil plus sensible que ce courant pour déclencher.

C'est là qu'intervient l'histoire des 95% et 5%.
L'élévation de potentiel du point neutre à 15 kV/√3 ne s'observe que pour des défauts aux bornes de l'alternateur, à l'intérieur de celui-ci les phases statoriques sont soumises à un force électromotrique qui varient linéairement de 0 au niveau point neutre à 15 kV/√3 aux bornes. Si le défaut survient près du point neutre, la fem au point de défaut est très faible et par conséquent l'élévation de potentiel du point neutre et le courant injecté aussi.
Aussi en réglant la protection masse stator à 5% du courant de limitation déterminé plus haut, on dit qu'on protège 95% de l'enroulement statorique.
Voilà pourquoi, pour tester le bon fonctionnement de cette protection, il suffit de vérifier que celle-ci déclenche lorsqu'on applique une tension de 5% de 15 kV/√3 au primaire du transformateur de mise à la terre comme le demande ton bureau d'étude.

Les 5% restant peuvent restés non protégés en se disant que la probabilité de défaut est faible (cette partie de l'enroulement étant soumise à de faible niveau de tension).
Sinon pour protéger les 5% restant, il est nécesaire de mettre en oeuvre d'autres dispositifs comme la surveillance des tensions d'harmoniques 3 ou par l'injection de tension basse fréquence dans le point neutre.

Pour les calculs à proprement dit j'obtiens :
Ramené au secondaire
Zcc = ucc x U2²/Sn = 0,041 x 300V² / 16,5 kVA
     = 0,2236 ohm
Rcc étant égale à 0,1 ohm, j'obtiens :
Xcc = 0,2 ohm
(On notera que ce résultat présume d'une résistance nulle sur l'enroulement primaire)
L'impédance totale ramené au secondaire est alors:
Zsec = √[ (0,1+0,156)²+0,236²]
       = 0,35 ohm

Au seuil des 5%, on a:
Isec = (5% 300V/√3)/0,35 ohm
      = 24,9 A
Ceci correspond à 500 mA au primaire.
Si le TC de protection est de 250A/1A, le réglage sera à 0,1 A.

Au passage, le courant maximal de défaut au primaire avec la pleine tension phase-neutre est bien de 500 mA/5% soit 10 A. C'est cohérent.
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Le juge



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Mer 11 Déc 2013 - 18:51

Bonjour,


La précision des réducteurs et des protections sur le réseau avoisine t'elle les 95 % en France ou à l'étranger en réalité ? non , je ne le crois pas encore ..

Sinon, j'ai raté plusieurs épisodes en pratique et en théorie aussi .. excepté dans les livres ..

Salutation
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Aster



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Mer 11 Déc 2013 - 20:13

Bonjour,

A quel niveau demande-t-on une précision de 95 % ?

Cordialement
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Le juge



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Jeu 12 Déc 2013 - 0:27

Bonjour,

Pour ceux qui travaillent sur les défauts d'alternateur, ils prennent en compte diverses précisions de calculs.

Loup Blanc précisait de considérer aussi la saturation .. ..

Il existe d'autres phénomènes transitoires et subtransitoires non pris en compte dans les calculs.

Pour des puristes aussi, les composantes symétriques .

Salutation
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Aster



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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Ven 13 Déc 2013 - 21:59

Bonjour,

Je suis bien d'accord, quoique je ne vois pas très bien pourquoi amener tant de complexité ici.

Le but de mon propos était de donner un sens entre ce que calculait son bureau d'étude et le travail effectué par snac.
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MessageSujet: Re: Probème sur transformateur   Aujourd'hui à 17:17

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