Le couplage indique trois choses à la fois : comment l'enroulement haute tension est connecté, comment l'enroulement basse tension est connecté, et le déphasage entre eux. Il apparaît sur chaque plaque signalétique sous forme d'un code court — Dyn11, Yyn0, YNd1 — et il détermine si deux transformateurs peuvent fonctionner en parallèle, si un neutre est disponible pour les charges monophasées, et comment l'appareil se comporte en conditions déséquilibrées.
Lecture de la Notation
Symbole
Signification
D
Enroulement HT connecté en triangle
Y
Enroulement HT connecté en étoile
Z
Enroulement HT connecté en zigzag (étoile interconnectée)
d
Enroulement BT connecté en triangle
y
Enroulement BT connecté en étoile
z
Enroulement BT connecté en zigzag
N
Point neutre HT sorti sur une borne
n
Point neutre BT sorti sur une borne
0–11
Indice horaire — déphasage par pas de 30°
Les lettres majuscules décrivent toujours l'enroulement de tension la plus élevée, les minuscules l'enroulement de tension la plus faible — indépendamment du côté qui constitue l'entrée.
Ainsi, Dyn11 se lit ainsi : HT en triangle, BT en étoile avec neutre sorti, phaseur BT à la position 11 heures par rapport à HT.
La Convention de l'Indice Horaire
Imaginez le phaseur de tension phase-neutre HT fixé à 12 heures. L'indice horaire est la position du phaseur BT correspondant. Chaque heure représente 30° de retard.
Positions horaires par incréments de 30°. La position 11 correspond à une avance de 30°, la position 1 à un retard de 30°.
L'indice horaire 11 est souvent décrit comme « la BT est en avance de 30° sur la HT » et l'indice 1 comme « la BT est en retard de 30° sur la HT ». Les deux descriptions se réfèrent à la même convention vue depuis des directions opposées — la norme définit l'indice horaire comme le retard, mesuré dans le sens horaire.
Schémas de Connexion
Dyn11 — HT en Triangle, BT en Étoile avec Neutre
Le couplage le plus utilisé pour les transformateurs de distribution. L'enroulement HT en triangle bloque la propagation des courants homopolaires vers l'amont, tandis que le neutre BT en étoile fournit une référence pour les charges monophasées et la mise à la terre.
Dyn5 — HT en Triangle, BT en Étoile, Déphasage de 150°
Électriquement identique à Dyn11 en tout point, sauf la relation de phase. Courant dans les réseaux où la norme du distributeur spécifie l'indice horaire 5. Dyn5 et Dyn11 ne peuvent pas être mis en parallèle entre eux.
Dyn1 — HT en Triangle, BT en Étoile, Retard de 30°
Rencontré dans les réseaux suivant la pratique ANSI, où un retard de 30° est la convention. L'image en miroir de Dyn11 en termes de relation de phase.
Yyn0 — HT en Étoile, BT en Étoile, Sans Déphasage
Les deux enroulements en étoile, sans déphasage. Simple et économique, mais sans enroulement en triangle, le transformateur n'offre aucun chemin pour le courant homopolaire, ce qui limite sa tolérance à la charge déséquilibrée. Souvent fourni avec un enroulement tertiaire en triangle pour résoudre ce problème.
YNd11 — HT en Étoile avec Neutre, BT en Triangle
Standard pour le service élévateur et pour les transformateurs de puissance au niveau du transport. Le neutre HT permet de mettre l'enroulement directement à la terre, tandis que le triangle BT stabilise le neutre et supprime les tensions harmoniques de rang 3.
YNd1 — HT en Étoile avec Neutre, BT en Triangle, Retard de 30°
L'équivalent en indice horaire 1 de YNd11, utilisé lorsque la convention du réseau ou les installations existantes exigent un retard de 30° plutôt qu'une avance.
Dd0 — HT en Triangle, BT en Triangle
Aucun neutre d'un côté ou de l'autre, donc inadapté à la distribution à quatre fils. Utilisé dans les applications industrielles alimentant des charges à trois fils, et lorsque la poursuite du fonctionnement avec une phase hors service est requise via une connexion en triangle ouvert.
Dzn0 — HT en Triangle, BT en Zigzag avec Neutre
Chaque phase BT est formée de deux demi-enroulements sur des colonnes de noyau différentes, connectés à 60° l'un de l'autre — représentés ici par les deux segments de chaque branche. Leur résultante place les bornes a, b et c à 120° l'une de l'autre et en phase avec le triangle HT. Cette construction offre une excellente tolérance à la charge déséquilibrée et monophasée, au prix d'environ 15 % de matériau d'enroulement supplémentaire pour la même puissance. Courant dans la distribution rurale et dans les applications de transformateur de mise à la terre.
La Liste Complète selon IEC 60076-1
La CEI regroupe les configurations de couplage par déphasage. Chaque combinaison standard appartient à l'une des six positions horaires :
Indice horaire
Déphasage
Couplages
Application typique
0
0°
Yy0, YNy0, Yyn0, YNyn0 Dd0 Dz0, Dzn0
Distribution où aucun déphasage n'est permis ; interconnexion de réseaux déjà en phase
1
Retard de 30°
Dy1, Dyn1 Yd1, YNd1 Yz1, YNz1, Yzn1, YNzn1
Réseaux suivant la convention ANSI ; abaissement où un retard de 30° est standard
5
Retard de 150°
Dy5, Dyn5 Yd5, YNd5 Yz5, YNz5, Yzn5, YNzn5
Norme des distributeurs dans plusieurs réseaux européens et du Moyen-Orient
6
180°
Yy6, YNy6, Yyn6, YNyn6 Dd6 Dz6, Dzn6
Applications d'inversion de phase ; services spécifiques de redresseurs et convertisseurs
7
Retard de 210°
Dy7, Dyn7 Yd7, YNd7 Yz7, YNz7, Yzn7, YNzn7
Moins courant ; utilisé lorsqu'un déphasage spécifique est requis pour des groupes de convertisseurs en parallèle
Le couplage le plus utilisé à l'échelle internationale, tant pour la distribution que pour le service élévateur
Remarque : L'ajout de N ou n à tout couplage indique que le point neutre correspondant est sorti sur une borne. Cela ne change ni l'indice horaire ni la relation électrique entre les enroulements.
Fonctionnement en Parallèle
Deux transformateurs ne peuvent fonctionner en parallèle que si leurs couplages sont compatibles. Le raccordement d'appareils ayant un déphasage différent produit un courant de circulation entraîné par la différence vectorielle, qui peut être suffisamment important pour endommager les deux machines même à vide.
Combinaison
Fonctionnement en Parallèle
Même couplage (Dyn11 + Dyn11)
Autorisé — le cas standard
Même indice horaire, connexion différente (Dyn11 + Yd11)
Autorisé, à condition que les rapports de transformation et les impédances correspondent
Indice 1 avec indice 11 (Dyn1 + Dyn11)
Possible uniquement en inversant deux connexions de phase sur un appareil
Indice 5 avec indice 11 (Dyn5 + Dyn11)
Possible uniquement en inversant deux connexions de phase sur un appareil
Indice 0 avec indice 11 (Yyn0 + Dyn11)
Non autorisé — la différence de 30° ne peut pas être corrigée par reconnexion
Indice 0 avec indice 6 (Yyn0 + Yyn6)
Possible en inversant les trois connexions de phase sur un appareil
Au-delà de la compatibilité des couplages, le fonctionnement en parallèle exige également des rapports de transformation identiques, des tensions de court-circuit correspondantes à quelques pourcents près, et la même position de prise. Un écart d'impédance provoque une répartition de charge inégale plutôt qu'un courant de circulation — voir Calcul du Courant de Court-Circuit d'un Transformateur pour savoir comment l'impédance affecte la contribution au défaut lorsque les appareils fonctionnent en parallèle.
Pourquoi l'Enroulement en Triangle est Important
Un enroulement en triangle d'un côté du transformateur remplit des fonctions au-delà du déphasage :
Isolation homopolaire — les courants de défaut à la terre côté BT circulent à l'intérieur du triangle plutôt que de se propager vers le réseau HT, ce qui simplifie la sélectivité de protection.
Suppression de l'harmonique de rang 3 — les courants harmoniques de rang trois circulent dans la boucle fermée du triangle, maintenant la forme d'onde du flux sinusoïdale et empêchant la distorsion de tension.
Tolérance à la charge déséquilibrée — le triangle fournit un chemin pour la composante homopolaire d'une charge déséquilibrée, limitant le déplacement de tension du neutre.
C'est pourquoi Dyn11 domine la distribution : le triangle HT assure l'isolation du réseau et le contrôle des harmoniques, tandis que le neutre BT en étoile dessert les charges monophasées. Un transformateur étoile-étoile sans tertiaire en triangle n'offre ni l'un ni l'autre.
Remarques Pratiques
Le couplage est fixé au stade de la conception. Il ne peut pas être modifié après fabrication sans rebobinage, bien que certains transformateurs soient construits avec des liaisons externes permettant la reconnexion entre triangle et étoile d'un côté.
Lorsqu'une installation existante est étendue, le couplage du nouvel appareil doit correspondre à celui déjà installé, sauf si les appareils seront exploités sur des jeux de barres séparés.
Les spécifications des distributeurs indiquent presque toujours le couplage requis. Lorsqu'un projet est exporté vers un réseau différent, vérifiez la convention locale — les indices 11, 5 et 1 sont tous courants selon les régions.
L'indice horaire décrit la relation entre les phases correspondantes. L'inversion physique de deux connexions de phase décale le couplage apparent de 4 heures ; l'inversion des trois le décale de 6 heures.
Remarque : Les schémas de cet article montrent la topologie de connexion et la relation de phase. Le marquage réel des bornes et la disposition interne des enroulements sont indiqués sur la plaque signalétique du transformateur et dans le rapport d'essais.
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