Performance d’un Transformateur en Réseau

Comprendre la Performance d’un Transformateur en Réseau

Dans un réseau de distribution électrique urbain, un transformateur est utilisé pour réduire la tension de transmission haute tension à une tension plus basse adaptée à l’utilisation résidentielle et commerciale.

Vous êtes un ingénieur en charge de vérifier la performance de ce transformateur pour s’assurer qu’il fonctionne efficacement et en toute sécurité.

Données fournies:

• Tension primaire du transformateur: 11 kV (kilovolts)
• Tension secondaire du transformateur: 0.4 kV (kilovolts)
• Puissance nominale du transformateur: 500 kVA (kilovolt-ampères)
• Rendement du transformateur: 98%
• Charge actuelle sur le transformateur: 80% de sa capacité nominale

Questions:

1. Calcul du Courant Primaire et Secondaire:
   • Calculez le courant primaire et le courant secondaire lorsque le transformateur fonctionne à la charge spécifiée.
2. Calcul des Pertes:
   • Estimez les pertes en puissance dans le transformateur dues à son rendement.
3. Analyse de la Température:
   • Discutez des implications potentielles si les pertes en puissance étaient converties en chaleur dans le transformateur.

Correction : Performance d’un Transformateur en Réseau

1. Calcul du Courant Primaire et Secondaire

Puissance effective à la charge de 80%:

• \( \text{Puissance nominale du transformateur} = 500 \, \text{kVA} \)
• \( \text{Charge} = 80\% \, \text{ou} \, 0.8 \)

\[ \text{Puissance effective} = \text{Puissance nominale} \times \text{Charge} \] \[ \text{Puissance effective} = 500 \, \text{kVA} \times 0.8 \] \[ \text{Puissance effective} = 400 \, \text{kVA} \]

Courant Primaire:

• \( \text{Tension primaire} = 11 \, \text{kV} \, \text{(ou 11000 V)} \)
• \( \text{Rendement} = 98\% \, \text{ou} \, 0.98 \)

\[ I_{\text{primaire}} = \frac{\text{Puissance effective} \times 1000}{\text{Tension primaire} \times \text{Rendement}} \] \[ I_{\text{primaire}} = \frac{400 \times 1000}{11000 \times 0.98} \] \[ I_{\text{primaire}} \approx 37.11 \, \text{A} \]

Courant Secondaire:

• \( \text{Tension secondaire} = 0.4 \, \text{kV} \, \text{(ou 400 V)} \)

\[ I_{\text{secondaire}} = \frac{\text{Puissance effective} \times 1000}{\text{Tension secondaire} \times \text{Rendement}} \] \[ I_{\text{secondaire}} = \frac{400 \times 1000}{400 \times 0.98} \] \[ I_{\text{secondaire}} \approx 1020.41 \, \text{A} \]

2. Calcul des Pertes

Pertes de Puissance:

• \(\text{Puissance nominale} = 500 \, \text{kVA} \)
• \(\text{Rendement} = 98\% \, \text{ou} \, 0.98\)

\[ \text{Pertes} = \text{Puissance nominale} \times (1 – \text{Rendement}) \times 1000 \] \[ \text{Pertes} = 500 \times (1 – 0.98) \times 1000 \] \[ \text{Pertes} = 10,000 \, \text{W} \, \text{ou} \, 10 \, \text{kW} \]

3. Analyse de la Température

Implications des Pertes de Puissance:

Les 10 kW de pertes, principalement sous forme de chaleur, nécessitent une dissipation efficace pour éviter la surchauffe du transformateur.

Une température excessive peut endommager les isolants internes du transformateur, réduire son efficacité et accélérer son vieillissement.

Un système de refroidissement adéquat est essentiel pour maintenir la performance et la durabilité du transformateur.

Performance d’un Transformateur en Réseau

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