Schémas de connexion des circuits triphasés dans les réseaux électriques

Les avantages des réseaux triphasés, assurant leur large diffusion, sont évidents :

• l'énergie est transmise sur trois fils sur de longues distances de manière plus économique que s'il y avait moins de phases ;

• générateurs synchrones, moteurs asynchrones, transformateurs triphasés - faciles à fabriquer, économiques et fiables en fonctionnement;

• Enfin, un système à courant alternatif triphasé a la capacité de fournir (et de prendre) une puissance instantanée constante pendant une période de courant sinusoïdal si la charge du générateur triphasé est la même dans toutes les phases.

Regardons quels circuits triphasés de base existent dans les réseaux électriques.

Les enroulements d'un alternateur triphasé peuvent généralement être connectés à des charges de différentes manières. Ainsi, le moyen le plus économique serait de connecter directement une charge distincte à chaque phase du générateur, en prolongeant deux fils pour chaque charge. Mais avec cette approche, six fils seront nécessaires pour se connecter.

Ceci est très coûteux en termes de consommation de matière et peu pratique.Pour réaliser des économies de matière, les enroulements d'un générateur triphasé sont simplement regroupés en un circuit « étoile » ou « triangle ». Avec cette solution de câblage, on obtient un maximum de 4 ("étoile avec point zéro" ou "triangle") ou un minimum de 3.

Un générateur triphasé est représenté sur des schémas sous la forme de trois enroulements situés à des angles de 120 ° les uns par rapport aux autres. Si la connexion des enroulements du générateur est effectuée selon le schéma "en étoile", les bornes du même nom des enroulements sont connectées les unes aux autres en un point (le soi-disant "point zéro" du générateur ). Le point zéro est marqué par la lettre «O», et les bornes libres (bornes de phase) des enroulements sont marquées par les lettres «A», «B» et «C».

Si les enroulements du générateur sont connectés les uns aux autres dans un schéma "triangle", alors la fin du premier enroulement est connectée au début du deuxième enroulement, la fin du deuxième enroulement - au début du troisième, le fin du troisième - au début du premier - le triangle est fermé. Géométriquement, la somme des champs électromagnétiques dans un tel triangle sera nulle. Et si la charge n'est pas du tout connectée aux bornes «A», «B» et «C», le courant ne circulera pas dans les enroulements du générateur.

En conséquence, nous obtenons cinq schémas de base pour connecter un générateur triphasé à une charge triphasée (voir figures). Dans seulement trois de ces figures, vous pouvez voir une charge triphasée connectée en étoile, où les trois extrémités de la charge sont combinées en un seul point. Ce point au centre de l'étoile de charge est appelé «point zéro de charge» et est noté «O'».

Le conducteur reliant les points neutres de la charge et du générateur est appelé conducteur neutre dans de tels circuits. Le courant du fil neutre est noté « Io ».Pour le sens positif du courant, on prend généralement le sens de la charge au générateur, c'est-à-dire du point «O'» au point «O».

Les fils reliant les points "A", "B" et "C" des bornes du générateur à la charge sont appelés fils de ligne, et les circuits respectivement : étoile-étoile avec fil neutre, étoile-étoile, étoile-triangle, triangle- delta, delta-star - seulement cinq schémas de base pour connecter des circuits triphasés dans des réseaux électriques.

Les courants traversant des conducteurs linéaires sont appelés courants linéaires et notés Ia, Ib, Ic. Pour le sens positif du courant de ligne, on prend généralement le sens du générateur à la charge.Les valeurs de module des courants de ligne signifient Il, en règle générale, sans indices supplémentaires, car il arrive souvent que tous les courants de ligne du circuit sont égaux en grandeur. La tension entre deux conducteurs linéaires est la tension linéaire, notée Uab, Ubc, Uca ou, si on parle de module, ils écrivent simplement Ul.

Chacun des enroulements du générateur est appelé une phase du générateur et chacune des trois parties d'une charge triphasée est appelée une phase de charge. Les courants des phases du générateur et, par conséquent, des charges sont appelés courants de phase, notés If. Les tensions internes des phases du générateur et des phases de charge sont appelées tensions de phase, elles sont notées Uf.

Si les enroulements du générateur sont connectés en «étoile», alors les tensions de ligne sont 3 fois la racine (1,73 fois) supérieures en valeur absolue aux tensions de phase. En effet, les tensions de ligne deviendront géométriquement les bases de triangles isocèles avec des angles aigus à la base de 30 °, où les jambes sont les tensions de phase.Veuillez noter qu'une série de basses tensions triphasées : 127, 220, 380, 660 — est simplement formée en multipliant la valeur précédente par 1,73.

Lorsque les enroulements du générateur sont connectés en "étoile", évidemment le courant de ligne est égal au courant de phase. Mais qu'arrive-t-il aux tensions lorsque les enroulements du générateur sont connectés en triangle ? Dans ce cas, la tension du réseau sera égale à la tension phase pour chaque phase et pour chaque partie de la charge : Ul = Uf. Lorsque la charge est connectée en étoile, le courant de ligne sera égal au courant de phase : Il = If.

Lorsque la charge est connectée selon le schéma "triangle", pour le sens positif des courants, sélectionner le sens horaire du by-pass triangle. La détermination est faite par les indices pertinents: à partir de quel point le courant circule et vers quel point il circule, par exemple, Iab est la désignation du courant du point "A" au point "B".

Si une charge triphasée est connectée en triangle, les courants de ligne et les courants de phase ne seront pas égaux. Les courants de ligne sont alors détectés par les courants de phase selon la première loi de Kirchhoff: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.