Description des phénomènes intervenant dans les transformateurs triphasés

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Couplage en parallèle des transformateurs

Les postes clients nécessitent souvent plusieurs transformateurs, pour assurer la continuité de service et disposer d’un dispositif de secours. Les transformateurs fonctionnent souvent en parallèle, les charges imposées à chaque transformateur seront équilibrées si les conditions de couplage suivantes sont respectées :
 Même tension d’entrée et de sortie à vide (même rapport de transformation) ;
 Même chute de tension en charge ;
 Même indice horaire ; et
 Le rapport de puissance nominale entre deux transformateurs en parallèle est compris entre 5 et 20%.

Refroidissement

Le transformateur s’échauffe à cause du passage des courants dans ses circuits électriques. L’accroissement de la chaleur peut entraîner de désastres, généralement dans le domaine d’exploitation, tel que : la diminution de la performance de la machine, l’augmentation des pertes par effet Joule, affaiblissement et vieillissement des isolants.
Mais, le remède est de faire refroidir le transformateur à l’aide des agents refroidisseurs comme l’air ou l’huile, servant à enlever l’énergie calorifique dans la carcasse.
Il y a deux types de refroidissement de transformateur :
 Refroidissement par air ou gaz (transformateur sec) ;
 Refroidissement par immersion dans un liquide (transformateur immergé).
 Refroidissement par air ou gaz
C’est l’air ambiant qui remplit à la fois le rôle du diélectrique et du fluide refroidisseur et qui baigne la partie active du transformateur. Le renouvellement d’air peut s’effectuer de façon naturelle ou forcée (à l’aide d’un ventilateur).
 Refroidissement par immersion
Le liquide de refroidissement (huile minérale) contenu dans la cuve absorbe les calories dans la partie active et les transmet à l’extérieur par l’intermédiaire d’un échangeur de chaleur.
Cet échangeur de chaleur peut être constitué par :
Des ailettes de la cuve (cas des transformateurs sur poteau ou poste H61) ;
Un radiateur extérieur (pour les gros transformateurs de puissance) ; et Un système hydro réfrigérateur intégré au transformateur.
 Symbole de refroidissement
Il existe un groupe de quatre lettres qui permet de définir le mode de refroidissement. Première et troisième lettres : Désignant l’agent refroidisseur de la machine (refroidisseur direct) et
celui de ce dernier (refroidisseur intermédiaire) :
O : huile minérale ;
L : diélectrique chloré ;
G : gaz ;
S : isolant solide ; et
A : air.
Deuxième et quatrième lettres : Désignant le mode de circulation des agents refroidisseurs direct et intermédiaire :
N : naturel ;
F : forcée ; et
D : forcée et dirigée dans les enroulements.
Exemple :
ONAN : le transformateur est immergé dans l’huile minérale à circulation naturelle et refroidie par l’air à ventilation naturelle ;
GNSF : le transformateur est immergé dans le gaz à circulation naturelle et refroidie par des isolants à ventilation forcée.

Les appareils de protection d’un transformateur

 Les parafoudres du côté BT et les éclateurs du côté HT : pour la protection du transformateur contre les surtensions d’origine atmosphérique ou accidentelle ;
 Les disjoncteurs : ce sont des dispositifs de coupure avec ou sans enclenchement et réenclenchement automatique ou télécommandé, qui servent à isoler la machine en cas de court-circuit ;
 Les relais thermiques : ils coupent la liaison électrique s’il y a apparition de surcharges.
 Le relai Buchholtz : un dispositif qui assure la partie interne du transformateur, il détecte à la fois l’élévation anormale de la température et la fuite d’huile dans la cuve.
 Le relai DGPT (ou Dégagement Gazeux, Pression, Température) : c’est un dispositif couple du relai Buchholtz, il détecte le niveau d’huile.
Choix d’un transformateur
Pour choisir un transformateur, il est nécessaire de :
 Déterminer les caractéristiques des installations et des équipements : tensions, courants, puissances, facteur de puissance, etc. ;
 Définir les contraintes liées à l’environnement : influences externes ; et
 Prendre la décision en accord avec les normes et les règlements en vigueur.

Postes de transformation

Il y a deux types de postes de transformation, qui sont :
– Poste de transformation sur poteau désigné H61 : pour les installations dont les puissances sont
inférieures à , -; et
– Poste de transformation en cabine désigné H59 : pour celles qui possèdent des grandes
puissances, supérieure à , -.

DESCRIPTION DE LA PREVISION

GENERALITES

Tout d’abord, la prévision est l’action de prévoir l’apparition d’un phénomène et l’évolution d’une grandeur dans une période à venir. Auparavant, elle n’est utilisée que dans le domaine de l’économie pour l’estimation du PIB ou l’inflation, d’où son nom « prévision économique ». Mais actuellement, la prévision peut être appliquée sur n’importe quel événement, par exemples, la prévision des crues, appréciation des informations météorologiques, la prévision des charges d’un transformateur, etc.
De plus, cette théorie n’est pas seulement, d’une part, pour la prévision proprement dite, mais d’autre part, elle aide les estimateurs à prendre à l’avance des décisions pour les futurs projets dans le maximum possible de probabilité de confiance. Il s’agit de la probabilité parce que la prévision est toujours certaine, il y a davantage des écarts ou des erreurs en dépit des diverses contraintes telles que les problèmes de l’économie, le choix des matériels, le défaut des ressources, les variations climatiques…
Ensuite, la prévision peut être présentée sous plusieurs modèles, qu’on va voir dans ce présent mémoire et qui sont les suivants :
 Le modèle exponentiel basé sur la régression linéaire simple ;
 Le modèle économétrique basé sur la régression linéaire multiple ; et
 Le modèle combiné basé à la fois sur les modèles exponentiel et économétrique.
Enfin, chaque modèle de prévision dispose une ou des variables qui représentent les contraintes et/ou les facteurs entrainant la réapparition du phénomène concerné ou l’évolution d’une grandeur à prévoir.
BUT DE LA PREVISION
En général, la théorie de prévision a pour but de faire modéliser sous forme mathématique (trouver une équation linéaire) l’estimation de l’effet d’un phénomène ou la valeur d’une grandeur dans une période au futur. Mais l’essentiel est de pouvoir diagnostiquer en avance la situation pour qu’on puisse prendre des éventuelles décisions pour l’améliorer.

PRESENTATION DES MODELES DE LA PREVISION

Modèle exponentiel

C’est un modèle très évolutif d’où son classement parmi les modèles de la prévision à court terme.
Il a une formule générale dont les éléments constitutifs sont les suivants :
• Deux variables : ce sont les éléments paramètres du modèle, l’un d’eux désigne la variable à prédire, dite endogène (notée ), tandis que l’autre est celle qui caractérise la variation de la prévision, appelée variable prédictive ou exogène; et
• Deux coefficients de régression linéaire qui représentent l’ordonnée initiale de la droite solution du modèle ainsi que sa pente.
Le modèle exponentiel a pour but de chercher une équation de droite appelée « droite solution ».

Table des matières

INTRODUCTION
CONTEXTE GENERAL
PRESENTATION DE L’ESPA ET LA JIRAMA
PRESENTATION DE L’E.S.P.A
Présentation de le JI.RA.MA
1. Identification de l’entreprise
2. Historique
3. Objectifs et activités
3.1. Objectifs généraux
3.2. Activités principales
Electricite
Eau
4. Organigramme hiérarchique général
PARTIE I : NOTION SUR LES TRANSFORMATEURS ET DESCRIPTION DE LA PREVISION
CHAPITRE I. NOTION SUR LES TRANSFORMATEURS
I.1. INTRODUCTION
I.1.1. Définition
I.1.2. Notations utilisées
I.1.3. Symbolisation
I.1.4. Domaine d’emploi
I.2. STRUCTURE FONCTIONNELLE D‘UN TRANSFORMATEUR
I.2.1. La partie électrique
 Enroulement concentrique
 Enroulement mixte
 Enroulement alterné en galette
I.2.2. La partie magnétique
I.2.3. La partie mécanique
I.3. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
I.3.1. Rapport de transformation
 Pour un transformateur idéal
 Pour un transformateur à vide
 Pour un transformateur en charge
I.3.2. Puissances
 Puissances actives
 Puissances réactives
 Puissance apparente
I.3.3. Flux magnétique
I.3.4. Forces électromotrices
I.3.5. Tensions
I.3.6. Courants
I.3.7. Facteur de puissance
I.4. TRANSFORMATEUR MONOPHASE
I.4.1. Fonctionnement à vide
 Le courant à vide
 Les tensions à vide
 Le flux magnétique à vide
La puissance à vide
 Les pertes à vide
I.4.2. Fonctionnement en charge
 Transformateur idéal en charge
 Transformateur réel en charge
 Fonctionnement en court-circuit (en surcharge)
I.5. TRANSFORMATEUR TRIPHASE
I.5.1. Procédé de transformation des courants et tensions triphasés
I.5.2. Couplages des transformateurs
 Couplage étoile : Y
 Couplage triangle : D ou Δ
 Couplage zigzag : Z
I.5.3. Description des phénomènes intervenant dans les transformateurs triphasés
 Tension
 Courants
 Puissances
 Rapport de transformation
 Rendement d’un transformateur triphasé
I.6. EXPLOITATION DES TRANSFORMATEURS
I.6.1. Plaque signalétique
I.6.2. Indice horaire
I.6.3. Couplage en parallèle des transformateurs
I.6.4. Refroidissement
 Refroidissement par air ou gaz
 Refroidissement par immersion
 Symbole de refroidissement
I.6.5. Les appareils de protection d’un transformateur
I.6.6. Choix d’un transformateur
I.6.7. Postes de transformation
CHAPITRE II. DESCRIPTION DE LA PREVISION
II.1. Généralités
II.2. But de la prévision
II.3. Présentation des modèles de la prévision
II.3.1. Modèle exponentiel
II.3.2. Modèle économétrique
II.3.3. Modèle combiné
II.4. Caractéristiques désirées pour les modèles
II.5. Propriétés des modèles
II.5.1. Modèle exponentiel
II.5.2. Modèle économétrique
II.6. Avantages des modèles
II.7. Inconvénients des modèles
II.8. INDICATEURS DE PERFORMANCE
II.8.1. Les écarts
II.8.2. L’excès
II.8.3. L’erreur
 Représentation graphique de l’excès et l’erreur :
 Suppositions sur les erreurs
II.8.4. La variance
II.8.5. L’écart-type
II.8.6. Le coefficient de détermination
PARTIE II : ANALYSES ET PROCEDURES DES CALCULS
CHAPITRE I. COMPOSANTS MATHEMATIQUES
I.1. Notations très importantes
I.2. La période
I.3. La fréquence
I.4. La moyenne
I.4.1. Moyenne arithmétique
 Définition
 Propriétés algébriques de la moyenne arithmétique
I.4.2. Moyenne harmonique
I.4.3. Moyenne géométrique
I.4.4. Moyenne quadratique.
I.4.5. Généralisation de la moyenne
I.5. L’opérateur « Somme »
I.5.1. Propriétés de l’opérateur somme
CHAPITRE II. LE MODELE EXPONENTIEL
II.1. Formules générales
II.2. Estimation des paramètres de la régression linéaire
II.2.1. Le critère pour trouver la droite qui passe « au plus » près de tous les points
II.2.2. La méthode d’estimation des paramètres et
II.3. Décomposition de l’écart entre la valeur réelle et la valeur moyenne
II.4. Analyse de la variance
II.4.1. Observation
II.4.2. Standard de présentation de l’analyse de la variance
II.4.3. Appréciation de la régression
 Interprétation de
 Relation entre le coefficient de corrélation de deux variables et le cosinus de leur angle
II.5. Les indicateurs de la variation
II.5.1. Le coefficient de variation
II.5.2. Le coefficient de ajusté
II.6. Représentation géométrique du modèle linéaire
II.6.1. Régression linéaire simple sur
II.6.2. Interprétation géométrique de la régression
CHAPITRE III. LE MODELE ECONOMETRIQUE
III.1. Définition
III.2. Le critère des Moindres Carrés
III.3. Estimation des paramètres du modèle
III.4. Formalisation de la régression linéaire multiple
III.5. Expression générale du modèle économétrique
CHAPITRE IV. LE MODELE COMBINE
IV.1. Définition
IV.2. Les éléments constitutifs
IV.3. La formalisation du modèle
IV.4. La spécificité du modèle
CHAPITARTIE III : APPLICATION ET PROPOSITION D’ACTIONSRE I. APPLICATION
I.1. La description du site et le poste de transformation
I.2. Application du modèle exponentiel
I.2.1. Etablissement de la formule à appliquer
 Historique des données
 Estimation des paramètres , , , , , , et
I.2.2. Exploitation du modèle exponentiel
I.2.3. Courbes d’accroissement des variables selon le modèle exponentiel
I.2.4. Organigramme de calcul du modèle exponentiel
I.3. Application du modèle économétrique
I.3.1. Présentation de la formule à appliquer
I.3.2. Estimation des paramètres et
 Méthode matricielle générale
 Méthode de système des équations à n variables et n inconnues
I.3.3. Exploitation du modèle économétrique
I.3.4. Organigramme de calcul du modèle économétrique
I.4. Application du modèle combiné
I.4.1. Organigramme de calcul du modèle combiné
I.5. Comparaison des modèles
CHAPITRE II. PROPOSITION D’ACTIONS ET ETUDE ECONOMIQUE ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL
II.1. Etat du transformateur actuel
II.2. Proposition d’actions
II.3. Etude économique
II.3.1. Commentaire sur la première proposition
II.3.2. Devis estimatif pour la première proposition
II.3.3. Commentaire sur la deuxième proposition
II.3.4. Devis estimatif pour la deuxième proposition
CHAPITRE III. Impact environnemental
III.1. Pour le poste cabine
III.1.1. Côté poste
III.1.2. Côté social
III.2. Pour le poste sur poteau
III.2.1. Côté poste
III.2.2. Côté social
III.3. Constatation
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIES
WEBOGRAPHIES
ANNEXES

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