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" Transformateur monophasé pour tensions et puissances très élevées ".
Il est connu de répartir sur trois véhicules différents les phases individuelles des transformateurs à très hautes Duissances et pour tensions très élevées pour courant triphasé. our qu'un tel transformateur monophasé puisse encore passer sous les profils des voies de chemin de fer, on peut lui don- ner un noyau comportant cinq branches lorsque l'enroulement est disposé verticalement, parmi lesquelles les trois du centre portent les enroulements de travail alors que les deux extéri-
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eures constituent les trajets de retour des lignes de force.
Pour éviter la production d'oscillations au point d'étoile en fréquence triple, de même que pour charger les neutres par des réactances reliées à la terre, ces transformateurs comportent des enroulements tertiaires branchés entre eux en triangle fer- mé et pour compenser la charge statique du réseau en marche à vide, sont, en outre, chargés par d'autres réactances. Comme tension de régime de ces enroulements tertiaires, on utilise alors généralement une tension moyenne comprise entre 10 et 30 kV. Avec les systèmes d'enroulements en usage, ceci a pour con- séquence qu'en cas de court-circuit du côté tertiaire, par suite des puissances énormes transmises par des tensions aussi élevées, il se produit des courants de court-circuit extrêmement élevés que les disjoncteurs modernes ne sont plus en état de maîtriser.
On est donc généralement obligé, à l'aide du montage de réac- tances à air supplémentaires d'abaisser la puissance de court- circuit du côté tertiaire à une valeur que puissent encore sup- porter les disjoncteurs. Des réactances de ce genre exigent toutefois une dépense considérable de matériel et sont la cause de frais importants parce qu'elles doivent absorber pendant le court-circuit jusqu'à des puissanoes dépassant 100 NVA.
On peut économiser une telle dépense lorsqu'on peut arriver, grâce à une disposition appropriée de l'enroulement secondaire dans le transformateur lui-même à augmenter suffisamment la dispersion entre cet enroulement et les enroulements de travail du trans- formateur pour ramener le courant de court-circuit du côté ter- tiaire à la valeur nécessaire au moyen de cette inductance de dispersion naturelle du courant de court-circuit. rais la oon- struotion ramassée de ces transformateurs à puissances élevées pour très hautes tensions ne permet pas de coupler l'enroule- ment tertiaire dtune manière suffisamment lâche avec les enrou- lements de travail pour obtenir des trajets de fuite suffisam-
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ment fort par rapport aux enroulements de travail paroe que l'on manque de place.
L'invention a pour objet de réaliser un enroulement ter- tiaire pour transformateur monophasé de ce genre, comportant branches de par exemple trois branches munies d'enroulements et trois/fer- meture des lignes de force avec couplage suffisamment lâche sans nécessiter de place supplémentaire. Conformément à l'in- vention, l'enroulement tertiaire est réparti sur une des bran- ches de la culasse au moins, en même temps que les enroulements de travail ainsi que sur les deux branches libres ne comportant pas les enroulements de travail, et la totalité des branches du transformateur sont alors entourées en commun par un enroule- ment de décalage.
En particulier, avec trois branches munies d'enroulements de travail, l'enroulement tertiaire est réparti par moitié sur la branche médiane comportant un enroulement de travail et sur les deux branches des lignes de forces qui n'en comportent pas. En général, lorsqu'il existe n branches munies d'enroulements et deux branches de conclusion des lignes de force ( et lorsque n est un nombre impair ) l'enroulement de décalage est réparti symétriquement par rapport à la branche médiane sur ( n-1/2) branches internes et sur les deux branches de fermeture des lignes de force, de manière que sur ces der- n32 nières, l'enroulement tertiaire soit réparti à raison de ( n3/n+ 1) des n3 enroulements de l'enroulement tertiaire et sur les bran- ches internes ( n-1/2) c'est-à-dire n3.
( n-1/n+1) enroulements par parties égales ( voir figure 2 pour n = 5 branches enroulées et deux branches de retour).
L'enroulement de décalage entoure toujours toutes les branches. Dans certains cas, les branches ne comportant pas d'en- roulements tertiaires peuvent encore être munies d'un enroule- ment auxiliaire branché en triangle avec les enroulements auxil- iaires correspondants des deux autres transformateurs et être
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calculées selon la fraction de la puissance de terre attribuée à ces branches.
L'invention offre donc l'avantage de permettre un couplage suffisamment lâche entre les enroulements de travail et l'enrou- lement tertiaire malgré une forme d'exécution réduite.
On a représenté au dessin annexé un exemple d'application de l'invention, pour des branches comportant trois enroulements de travail.
Sur la branche médiane du noyau 1 établi avec cinq bran- ches, on a réparti par parties égales les enroulements de tra- vail 2 dont on n'a représenté qu'un seul pour plus de clarté.
L'enroulement tertiaire 3 est enroulé par moitié sur la branche médiane et son autre moitié est répartie sur les deux autres branches extérieures ne comportant pas d'enroulement de travail.
Toutes les branches sont entourées par un enroulement de déca- lage 4. Le nombre d'ampère-tours i n de l'enroulement de déca- s s lage 4 est dans ce cas égal au quart du nombre total d'ampère- tours i3n3 de l'enroulement tertiaire 3 et égal au tiers du nom- 3 bre total d'ampère-tours i2n2 de l'enroulement de travail 2. Il 22 s'ensuit que lorsque les enroulements 2 et 3 sont seuls chargés, l'action de l'enroulement de décalage 4 provoque un équilibrage total des ampères-tours pour chacune des branches. Ce qui pré- cède s'applique également à d'autres modes de charge.
La figure 2 fournit un autre exemple d'applioation de ce cas, dans laquel- le on voit la disposition de l'enroulement tertiaire et de l'en- roulement de décalage agencés sur cinq branches munies d'enroule- ment de travail et deux branches de retour ne comportant pas d'enroulement. Dans ce cas, l'enroulement tertiaire 30 est ré- parti suivant un sixième de son nombre de tours (n3/6) sur les deux branches de retour 40 du noyau de fer 10 et suivant un tiers (n3/3) sur les deux branches principales 60 et 70 voisines de la
3 branche nédiane 50. On a désigné par 20 l'un des enroulements
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@ de travail réparti par parties égales sur les cinq branches prin- cipales 50 à 90. Le deuxième enroulement de travail a été suppri- mé pour plus de simplicité.
Toutes les branches sont entourées par l'enroulement de décalage 40 situé à l'extérieur.
Le nombre d'ampère-tours de l'enroulement de décalage isns est égal dans ce cas au sixième du nombre d'ampère-tours i3n3du nombre de tours i2n2 de l'enroulement de travail 20.
22
D'une manière générale lorsqu'il y a n branches comportant des enroulements de travail et deux branches de retour on a l'é- quation suivante, pour l'équilibrage des ampère-tours : i3n3-i2n2-isns n + 1 n
L'enroulement de décalage 4 peut également être utilisé simultanément comme écran pour la commande de potentiels.
R E S U M E.
L'invention concerne un transformateur monophasé pour hau- tes tensions et puissances élevées notamment en vue du transport par chemin de fer comportant ( n + 2 ) branches de noyau verti- oales dont n branches portent des enroulements de travail et dont deux branches constituent les branches de retour du flux magné- tique, et où n est un nonbre impair et caractérisé par le fait qu'un enroulement tertiaire est réparti sur ( n-1/2) branches munies d'enroulements de travail et sur deux branches de retour symétriquement par rapport à la branche médiane de manière que sur les branches de retour la ( n + 1 )ème partie des spires de l'enroulement tertiaire soit agencée sur les branches de retour et sur les ( n-1/2)
branches munies d'enroulements de travail le raste des spires de l'enroulement tertiaire soit réparti par parties égales et que la totalité des branches soit entourée par l'enroulement de décalage.