Les transformateurs d’essai, également appelés coupleurs de point neutre, sont souvent utilisés dans les réseaux triphasés, avec ou sans point neutre, afin de fournir un point neutre artificiel au système. Le point neutre fourni par le transformateur d’essai permet au système d’adopter des méthodes de mise à la terre telles que la mise à la terre directe, la mise à la terre par résistance et la mise à la terre par bobine d’extinction d’arc, afin de limiter le courant de défaut de court-circuit monophasé à la terre et de supprimer la montée de la tension des phases non défectueuses.
Les transformateurs d’essai présentent des structures différentes selon les conditions de fonctionnement du réseau électrique dans lequel ils sont installés ainsi que les besoins de la sous-station. Les fabricants les conçoivent généralement en fonction des besoins réels des clients. Les documents existants fournissent peu d’informations introductives sur les essais des transformateurs d’essai. Dans cet article, une analyse et une discussion simples sur l’essai d’élévation de température du transformateur d’essai sont menées, en tenant compte de son état de fonctionnement dans diverses conditions.
Un transformateur d’essai doté d’un courant nominal continu au point neutre et d’un enroulement secondaire est spécifié. Pour ce type de transformateur d’essai, le décalage de potentiel du point neutre est estimé, au moment de l’achat par l’utilisateur, en fonction de la charge triphasée du système, et le point neutre est utilisé en combinaison avec le transformateur d’essai. La méthode de mise à la terre du point neutre détermine la valeur du courant nominal continu au point neutre, et le transformateur d’essai doit fonctionner normalement sous ce courant continu.
En outre, compte tenu des exigences de l’alimentation électrique utilisée dans la sous-station, un enroulement secondaire est ajouté. Dans des conditions normales du système, le mode de fonctionnement du transformateur d’essai comprend principalement l’état normal où le point neutre de la charge triphasée équilibrée ne se déplace pas, ainsi que la charge triphasée déséquilibrée. Le point neutre est déplacé et le côté secondaire présente une charge nominale.
Dans l’état normal d’équilibre de la charge triphasée, le potentiel du point neutre du système de transformateur de mise à la terre est proche du potentiel de la terre, et seul un faible courant d’excitation circule dans l’enroulement primaire. Les pertes générées par le transformateur d’essai correspondent aux pertes du noyau ferromagnétique et aux faibles pertes de l’enroulement primaire. Les pertes par résistance directe ; dans ce cas, seules les pertes ferromagnétiques augmentent l’élévation de température, tandis que l’élévation de température de l’enroulement vers l’huile est presque nulle.
Si le déséquilibre de la charge triphasée du système provoque un décalage du potentiel du point neutre, l’existence de ce potentiel générera un courant homopolaire continu dans la boucle de terre, ce qui entraînera des pertes par résistance et un magnétisme homopolaire dans l’enroulement primaire du transformateur d’essai. Si une charge est présente sur le côté secondaire du transformateur d’essai, il est nécessaire, dans les deux états de fonctionnement décrits ci-dessus, de prendre en compte simultanément les pertes par résistance directe engendrées par le courant de charge du côté basse tension dans l’enroulement secondaire ainsi que les pertes supplémentaires sur l’enroulement. Et l’influence de l’élévation de température de l’huile du transformateur.
Dans le formulaire d’opération combinée du transformateur d’essai, l’état normal et l’état de décalage du point neutre ne peuvent pas apparaître simultanément, et l’état de charge au secondaire peut également être superposé à n’importe quel état ; par conséquent, l’essai d’élévation de température doit tenir compte des diverses combinaisons ci-dessus.