Brevet FR2075984A1 — publié le 19711015

- 1 - 2075984 La présente invention concerne un transformateur, en particulier du type dont les enroulements sont disposés de manière à produire des hautes tensions pour des essais électriques. Pour essayer les équipements électriques à haute tension, il 5 est courant de produire les tensions nécessaires à l'aide de transformateurs à haute tension. Dans le type particulier de transformateur qui est utilisé normalement, l'une des extrémités de l'enroulement à haute tension est reliée à la cuve, tandis que l'autre extrémité sort par une traversée isolante. 10 Deux transformateurs, ou davantage, sont souvent connectés en série pour produire la tension de sortie désirée, et il est alors nécessaire d'isoler de la terre, les cuves de tous les transformateurs, à l'exception d'un seul» Dans ce cas, il n'est plus possible d'alimenter tous les enroulements primaires, à basse tension, à 15 partir d'une source commune, en raison des problèmes d'isolement, puisque la cuve du premier transformateur de la série est au potentiel de la terre, celle du transformateur suivant est, par exemple, à 500 kV, la cuve du transformateur suivant étant à 1 MV .o o etc„ Pour résoudre ce problème, on munit chaque transformateur, à 11 ex— 20 ception de celui qui se trouve au potentiel le plus élevé, d'un enroulement en cascade, à basse tension, qui est utilisé pour alimenter l'enroulement primaire du transformateur suivant de la série= La disposition courante pour un transformateur d'essai à haute tension, comportant un enroulement en cascade, consiste à bobiner 25 l'enroulement primaire à basse tension autour d'une branche du noyau du transformateur. L'enroulement secondaire à haute tension est bobiné par-dessus cet enroulement primaire, convenablement isolée L'extrémité de l'enroulement secondaire, voisine de l'enroulement primaire, est reliée à la cuve du transformateur, tandis que 30 son extrémité à haute tension est sortie à l'aide d'une traversée. Par—dessus l'enroulement à haute tension est bobiné l'enroulement en cascade, à basse tension, dont une extrémité est sortie, si bien qu'elle peut etre connectée à l'enroulement primaire d'un autre transformateur, tandis que l'autre extrémité dudit enroulement en 35 cascade est connectée à la borne de haute tension. La borne de haute tension du premier transformateur est connectée à la cuve du second transformateur, qui est isolée de la terre, pour la tension t ' t( COPY 70 47456 - 2 2075984 de sortie dudit premier transformateur. L'enroulement primaire, à basse tension, du second transformateur est connecté entre l'extrémité de l'enroulement en cascade et la cure du second transfor— mateur. Si un troisième transformateur doit être également employé, 5 le second transformateur comporte également un enroulement en cascade, connecté de la même façon. Le dernier transformateur de la série ne doit pas comporter d'enroulement en cascade0 Une telle disposition des enroulements présente l'inconvénient que toute charge capacitive, devant être alimentée par au moins 10 deux transformateurs de ce genre, est limitée par suite de l'impédance élevée résultant de la réactance entre l'entrée à basse tension du premier transformateur et l'enroulement en cascade de celui—ci » Cette impédance augmente comme le nombre des transformateurs connectés en série. 15 Un procédé pour surmonter cette difficulté consiste à augmen ter les dimensions du noyau du transformateur, mais il en résulte pour ce dernier un encombrement ei un coût plus importants. Une autre solution, qui a été utilisée, consiste à scinder l'enroulement primaire à basse tension en deux enroulements connectés en 20 parallèle et bobinés sur des branches distinctes du noyauB L'enroulement à haute tension est bobiné autour d'un enroulement à basse tension, et l'enroulement en cascade est bobiné autour de l'autre enroulement à basse tension. Ceci produit une légère réduction de l'impédance, mais nfest pas encore totalement satisfaisant. 25 La présente invention permet de réaliser un transformateur d'essai à haute tension, comportant un enroulement en cascade,dans lequel l'impédance entre l'enroulement primaire et l'enroulement en cascade est encore réduite davantage. La présente invention concerne un transformateur, comportant 30 un noyau ferromagnétique ayant au moins deux branches, deux enroulements à basse tension, distincts, bobinés respectivement sur les deux branches du noyau, et connectés en parallèle l'un sur l'autre, de manière que le flux magnétique produit par l'un de ces deux enroulements dans les branches bobinées renforce celui produit par 35 l'autre enroulement dans les mêmes branches, ainsi qu'un enroulement à haute tension, bobiné par—dessus 1'un seulement des deux enroulements à basse tension ; le transformateur selon la présente 70 47456 - 3 ~ 2075984 invention est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un premier enroulement en cascade, bobiné par—dessus l'enroulement à haute tension et l'enroulement à basse tension correspondant, ainsi qu'un second enroulement en cascade, bobiné par—dessus l'autre enroule— 5 ment à basse tension, ces deux enroulements en cascade étant connectés en parallèle et en phase l'un avec l'autre» A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schéma-tiquement au dessin annexé une forme de réalisation du transformateur selon la présente invention : 10 La figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'un transfor mateur selon la présente invention ; La figure 2 est un diagramme représentant le circuit équivalent du système d*enroulements, du transformateur illustré sur la figure 1. 15 Le noyau 10 du transformateur représenté sur la figure 1 com porte deux branches,11 et 12, dont chacune porte un enroulement à basse tension, 13 ou 13Ces deux enroulements à basse tension sont connectés en parallèle l'un avec l'autre, de manière que le flux magnétique produit par l'un de ces deux enroulements, dans les 20 deux branches bobinées, renforce le flux produit par l'autre enroulement, dans les memes branches, et des fils sortent de la cuve du transformateur pour permettre de le connecter à une source de basse tension. Par—dessus l'enroulement à basse tension 13, bobiné sur la 25 branche 11 du noyau 10, est bobiné un enroulement à haute tension 140 L'extrémité de cet enroulement à haute tension 14, qui est voisine de l'enroulement à basse tension 13, est connectée à la cuve du transformateur, tandis que son autre extrémité est sortie à l'aide d'une traversée isolante. 30 Un enroulement en cascade est bobiné en deux parties : la par tie 15 est bobinée par—dessus l'enroulement à haute tension 14, sur la branche 11 du noyau 10j son autïe partie 151 est bobinée pardessus l'enroulement à basse tension 13', sur la branche 12 du noyau 10, en étant convenablement isolée par rapport audit enroule-35 ment à basse tension 13', du fait que l'une des extrémités de cet enroulement en cascade est connectée à l'extrémité à haute tension de l'enroulement 14. Les deux parties de l'enroulement en cascade 70 47456 - 4 - 2075984 sont connectées en parallèle et en phase l'une avec l'autre, et l'extrémité", non connectée, de l'enroulement à haute tension 14 est sortie de la cuve» Le noyau du transformateur peut comporter plus de deux branches, 5 si cela est nécessaire, les autres branches ne portant pas d'enroulement. La figure 2 représente le circuit équivalent du transformateur de la figure 1„ Chaque enroulement est représenté par une impédance, Z, dont l'indice correspond à la référence de l'enroule— 10 ment correspondant sur la figure 1» L'impédance d'aimantation du primaire d'un transformateur de ce type est supposée très élevée, et c'est pourquoi elle n'a pas été représentée dans le circuit équivalent. La-borne de sortie de la haute tension est désignée par H, et celle de l'enroulement en cascade par C„ 15 Les impédances e"k Z^3s correspondant aux deux enroulements primaires, 13 et 13', sont représentées connectées en parallèle l'une avec l'autre, comme c'est le cas dans le montage réel. Comme l'enroulement de haute tension 14 est bobiné physiquement par-desr* sus l'un des enroulements primaires 13, on a représenté son impé-20 dance Z^ en série avec l'impédance A l'enroulement en cascade 15, qui est bobiné par—dessus l'enroulement à haute tension 14, correspond une impédance Z^ qui est connectée au point commun des impédances Z^ et de manière à former un réseau en étoile, comme cela est courant pour les circuits équivalents des transfor— 25 mateurs à trois enroulements. L'autre enroulement en cascade 15' est bobiné par—dessus l'enroulement primaire 13', et par suite, son impédance Z^t est effectivement en série avec l'impédance Z13,„ Les autres extrémités des impédances correspondant aux deux enroulements en cascade, Z„,- et Z„,-t, sont connectées en commun ' 15 15" 30 à la borne C, comme c'est le cas dans le montage réel. C'est la connexion de l'impédance Z^ qui a pour effet de réduire la réactance entre les enroulements primaires et les enroulements en cascade du transformateur, comparativement aux dispositions antérieures des enroulements, utilisant un unique enroulement 35 en cascade. 70 47456 2075984 REVENDICATION Transformateur, comportant un noyau ferromagnétique ayant au moins deux branches, deux enroulements à basse tension, distincts, bobinés respectivement sur les deux branches du noyau, et connec— 5 tés en parallèle l'un sur l'autre, de manière que le flux magnétique produit par l'un de ces deux enroulements dans les branches bobinées, renforce celui produit par l'autre enroulement dans les mêmes branches, ainsi qu'un enroulement à haute tension, bobiné par dessus l'un seulement des deux enroulements à basse tension, carac— 10 térisé en ce qu'il comporte en outre un premier enroulement en cascade, bobiné par—dessus l'enroulement à haute tension et l'enroulement à basse tension correspondant, ainsi qu'un second enroulement en cascade, bobiné par—dessus l'autre enroulement à basse tension, ces deux enroulements en cascade étant connectés en parallèle et en 15 phase l'un avec l1autre„