26.4 : Transformateurs avec rapports de tours non nominaux

Dans les scénarios impliquant des transformateurs parallèles de valeurs nominales différentes, le développement de modèles per unit nécessite de prendre en compte les rapports de tours non nominaux. Cette situation se produit lorsque les tensions de base sélectionnées ne sont pas proportionnelles aux tensions nominales du transformateur. Considérons un transformateur dont les tensions nominales sont liées par le terme a. Si les bases de tension choisies satisfont une relation impliquant le terme b, le terme c est défini comme le rapport de ces bases. Ce rapport est ensuite substitué dans la relation de tension nominale.

Pour traiter les rapports de tours non nominaux, la relation est représentée par deux transformateurs en série:

1. Modèle standard per unit: ce modèle inclut toutes les pertes associées et représente les aspects pratiques du transformateur.
2. Transformateur idéal: ce modèle simplifie la représentation du rapport de tension sans prendre en compte les pertes.

Dans ce modèle combiné, les branches d'excitation shunt sont généralement négligées pour simplifier l'analyse. Cependant, bien que cette approche soit valable théoriquement, elle peut ne pas être adaptée aux programmes informatiques qui ne prennent pas en charge la représentation des enroulements de transformateur idéaux.

Une autre méthode de modélisation consiste à utiliser des équations nodales pour fournir des paramètres d'admittance. Cette approche est avantageuse pour représenter des transformateurs avec des rapports de transformation non nominaux dans des programmes informatiques. Les équations nodales offrent un moyen simple d'incorporer les paramètres d'admittance, ce qui rend le modèle compatible avec la plupart des logiciels de simulation.

Dans les cas où le terme c est un nombre réel, le transformateur peut être modélisé à l'aide d'un réseau de circuits pi. Le réseau pi fournit une représentation pratique et précise du comportement du transformateur, en particulier lorsqu'il s'agit de rapports de tours non nominaux. Ce modèle capture efficacement les caractéristiques d'impédance et est compatible avec la plupart des outils de calcul.

En conclusion, bien que les modèles traditionnels per unit soient efficaces pour simplifier l'analyse des transformateurs, ils sont confrontés à des limites lorsqu'il s'agit de traiter des rapports de tours non nominaux et des bases de tension variables. En utilisant des équations nodales et des réseaux de circuits pi, les ingénieurs peuvent développer des modèles plus polyvalents et plus précis qui conviennent à l'analyse par ordinateur. Ces approches garantissent que les transformateurs avec des valeurs nominales différentes et des bases de tension non standard peuvent être représentés et analysés avec précision dans des systèmes électriques complexes.