Un changeur de prises hors circuit Il sert à régler la tension du transformateur lorsque celui-ci est complètement isolé du réseau électrique. Il est couramment utilisé sur les transformateurs de distribution de 10 kV pour compenser les variations de tension du réseau et maintenir la tension de sortie basse tension dans une plage acceptable.
Ce guide explique le fonctionnement d'un changeur de prises hors circuit, comment sélectionner la position de prise appropriée, ainsi que les procédures de sécurité essentielles à respecter avant tout réglage. Tous les travaux doivent être effectués par du personnel électricien qualifié, conformément à la plaque signalétique du transformateur, aux plans approuvés, à la réglementation locale et aux instructions du fabricant.
1. Comment un changeur de prises hors circuit régule la tension d'un transformateur
La tension mesurée en différents points d'un réseau de distribution d'électricité n'est pas toujours identique. Les longues distances de transport, les variations de charge et les pertes en ligne peuvent entraîner une augmentation ou une diminution de la tension haute tension réelle par rapport à sa valeur nominale.
Si un transformateur ne disposait que d'un rapport d'enroulement fixe, ces variations pourraient entraîner une tension de sortie basse excessivement élevée ou faible. Une tension de sortie élevée peut endommager les équipements électriques raccordés, tandis qu'une tension de sortie faible peut réduire les performances de ces équipements ou empêcher leur fonctionnement normal.
Un commutateur de prises hors circuit résout ce problème en modifiant le nombre effectif de spires de l'enroulement haute tension du transformateur. L'enroulement basse tension reste inchangé, mais le réglage du nombre de spires de l'enroulement haute tension modifie le rapport de transformation et corrige ainsi la tension de sortie basse tension.
Rapport de transformation d'un transformateur
La relation fondamentale entre la tension et la régulation repose sur le rapport de transformation du transformateur :
Concrètement, un nombre plus élevé de spires effectives sur l'enroulement haute tension entraîne un rapport de transformation plus élevé et une tension de sortie basse tension plus faible. À l'inverse, un nombre plus faible de spires effectives sur l'enroulement haute tension entraîne un rapport de transformation plus faible et une tension de sortie basse tension plus élevée.
2. Changeur de prises « en charge » et « hors circuit »
La régulation de tension d'un transformateur s'effectue généralement selon l'une des deux méthodes suivantes : le changement de prise en charge ou le changement de prise hors circuit. Le choix de la méthode appropriée dépend de la conception du transformateur et de son application.
Commutateur de prises sous charge
Un changeur de prises en charge permet de régler les positions des prises alors que le transformateur reste sous tension et supporte une charge. Il est généralement utilisé dans des applications nécessitant un fonctionnement continu, telles que les grandes sous-stations, les installations industrielles et les équipements électriques spéciaux. Les changeurs de prises en charge offrent souvent un plus grand nombre de positions de prises et peuvent prendre en charge la régulation automatique de la tension.
Commutateur de prises hors circuit pour transformateurs de distribution
Un commutateur de prises hors circuit Il est largement utilisé dans les transformateurs de distribution courants alimentant les zones résidentielles, les bâtiments commerciaux et les installations industrielles en général. Il se caractérise par une structure simple, une grande fiabilité et de faibles besoins en maintenance.
Contrairement à un changeur de prises sous charge, il ne doit en aucun cas être actionné lorsqu'il est sous tension ou en charge. Avant tout réglage, le transformateur doit être complètement déconnecté, isolé, mis à la terre et déchargé. Le réglage des prises sous tension est strictement interdit.
Pour connaître les options de produits utilisées dans les projets de distribution, consultez notre Gamme de transformateurs à sec.
3. Réglages du changeur de prises hors circuit à 3 positions
De nombreux transformateurs de distribution 10 kV/0,4 kV sont équipés d'un commutateur à trois positions commutateur de prises hors circuit. Vous trouverez ci-dessous un exemple typique de configuration :
- Prise 1 : 10 500 V — position de prise la plus haute et nombre maximal de spires de l'enroulement haute tension
- Prise 2 : 10 000 V — prise de référence nominale et réglage par défaut d’usine courant
- Prise 3 : 9 500 V — position de prise la plus basse et nombre minimal de spires de l’enroulement haute tension
Pour une alimentation d'entrée normale de 10 kV, la prise n° 2 constitue généralement la position de départ. Le choix effectif de la prise doit être déterminé en fonction de la tension mesurée, des caractéristiques du transformateur et des exigences du réseau électrique raccordé.
Règle n° 1 : augmenter la tension de dérivation lorsque la tension du côté bas est élevée
Si la tension de sortie basse tension dépasse sa valeur nominale alors que le transformateur fonctionne sur la prise n° 2, réglez le commutateur de prises hors circuit vers une prise située plus haut, comme la prise 1.
Le passage à une prise supérieure augmente le nombre de spires effectives de l'enroulement haute tension. La haute tension d'entrée restant inchangée, le rapport de transformation augmente et la tension de sortie basse tension diminue pour se rapprocher de sa valeur nominale.
Règle n° 2 : baisser le robinet lorsque la tension côté bas est faible
Si la tension de sortie est inférieure à sa valeur nominale alors que le transformateur fonctionne sur la prise n° 2, abaissez la position de la prise, par exemple sur la prise n° 3.
Le passage à une prise inférieure réduit le nombre effectif de spires de l'enroulement haute tension. Cela diminue le rapport de transformation et fait augmenter la tension de sortie basse tension pour la rapprocher de sa valeur nominale.
Logique simple de réglage par pression
- Position de prise plus élevée → nombre de spires plus élevé dans l'enroulement haute tension → tension de sortie basse tension plus faible
- Position inférieure du preneur de dérivation → nombre réduit de spires de l'enroulement haute tension → tension de sortie basse tension plus élevée
Cette règle est utile pour le dépannage sur site, mais les mesures de tension et les indications figurant sur la plaque signalétique du transformateur doivent toujours servir de référence finale pour le réglage.
4. Procédure de réglage en toute sécurité du changeur de prises hors circuit
La sécurité d'utilisation est la priorité absolue lors de l'utilisation d'un commutateur de prises hors circuit. Respectez la procédure de sécurité en vigueur sur le site et effectuez toutes les opérations d'isolation avant de toucher les liaisons de dérivation ou le sélecteur de dérivation.
- Mettez le transformateur hors tension et débranchez-le de toutes les sources d'alimentation.
- Appliquer les procédures d'isolation et de verrouillage conformément aux règles de sécurité du site.
- Vérifiez l'absence de tension à l'aide d'un équipement de contrôle homologué.
- Mettez à la terre les conducteurs concernés et prévoyez un délai suffisant pour permettre la décharge de l'enroulement.
- Avant tout réglage, vérifiez la plaque signalétique, la position actuelle du robinet et la tension d'alimentation mesurée.
- Réglez les trois prises de dérivation triphasées sur la même position spécifiée.
- Vérifiez que chaque raccordement de robinet est bien serré, propre et correctement aligné.
- Mesurer la résistance en courant continu de l'enroulement après le réglage afin de vérifier la fiabilité des contacts du changeur de prises.
- Ne retirez les mises à la terre temporaires qu’une fois toutes les vérifications effectuées et la zone de travail sécurisée.
- Rétablissez l'alimentation conformément à la procédure de mise en service approuvée et surveillez la tension de fonctionnement.
Pour en savoir plus sur les exigences générales en matière d'installation, de tests et de mise en service, consultez notre Guide d'installation et d'utilisation d'un transformateur de type sec.
5. Remarques importantes concernant la sécurité et l'entretien
- Ne réglez jamais un changeur de prises hors circuit lorsque le transformateur est sous tension ou en charge.
- Veillez à ce que les trois phases utilisent la même position de prise après le réglage.
- Ne vous fiez pas uniquement au réglage d'usine d'origine ; vérifiez les conditions réelles de tension sur le lieu d'installation.
- Lors des opérations d'entretien programmées, vérifiez que les raccords des robinets ne présentent pas de jeu, de traces de surchauffe, de corrosion ou de dommages au niveau de l'isolation.
- Notez les positions d'origine et ajustées des prises, les valeurs de tension relevées et les résultats des essais afin de pouvoir vous y référer ultérieurement.
La conception, les essais et l'exploitation des transformateurs sont généralement régis par les normes applicables, telles que la Ressources sur les normes de l'IEC relatives aux transformateurs. Pour un projet donné, la norme locale applicable et la documentation fournie par le fabricant du transformateur doivent toujours prévaloir.
Conclusion
Un commutateur de prises hors circuit offre un moyen fiable et pratique de corriger les écarts de tension dans les transformateurs de distribution. En ne modifiant le nombre de spires de l'enroulement haute tension qu'après une mise hors tension complète, les opérateurs peuvent maintenir une tension de sortie basse tension adéquate tout en protégeant les équipements et en améliorant la fiabilité du réseau.
Pour le choix de transformateurs et des solutions sur mesure destinées aux projets industriels, aux services publics et aux énergies renouvelables, consultez notre gamme complète de transformateurs.
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