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Arabic (عربي) Faire fonctionner deux ou plusieurs transformateurs en parallèle est le moyen standard d'ajouter de la capacité à une installation existante, d'assurer la redondance, ou d'améliorer le rendement en mettant des appareils en service ou hors service selon la charge. Cela fonctionne de manière fiable — mais uniquement lorsqu'un ensemble précis de conditions est respecté. Ignorer l'une d'elles produit des courants de circulation, une charge inégale, ou dans le pire des cas, des dommages aux deux machines.
Les Quatre Conditions
Compatibilité des Couplages
Le couplage détermine la relation de phase entre les enroulements HT et BT. Deux transformateurs ayant des indices horaires différents produisent des tensions BT déphasées entre elles, et leur mise en parallèle applique ce déphasage aux deux enroulements.
Un déphasage de 30° entre deux systèmes à 400 V crée une différence de tension d'environ 207 V au niveau de la connexion — limitée uniquement par les impédances des transformateurs, qui sont volontairement faibles. Le courant résultant n'est limité que par la somme des deux impédances et peut dépasser le calibre de court-circuit.
La notation complète et la convention horaire sont présentées dans Couplages des Transformateurs Expliqués.
Répartition de Charge Entre Transformateurs
Lorsque deux transformateurs de puissances différentes fonctionnent en parallèle, ils se répartissent la charge en proportion inverse de leurs impédances — et non en proportion de leur puissance en kVA. L'appareil ayant la plus faible impédance prend une part plus importante.
C'est pourquoi la correspondance des impédances est importante. Deux transformateurs de même puissance mais d'impédances différentes ne se répartiront pas la charge de manière égale, et la capacité totale utilisable est inférieure à la somme des deux puissances.
Exemple résolu — Impédances Identiques
Deux appareils en parallèle : 1000 kVA à 6 % et 630 kVA à 6 %, charge totale connectée de 1400 kVA.
Ratio of shares: (1000 / 6) : (630 / 6) = 166.7 : 105 = 1.587 : 1
L'appareil 1 supporte : 1400 × 166,7 / 271,7 = 859 kVA (86 % de la puissance assignée)
L'appareil 2 supporte : 1400 × 105 / 271,7 = 541 kVA (86 % de la puissance assignée)
Les deux appareils sont chargés de manière égale en pourcentage — le cas idéal.
Exemple résolu — Impédances Différentes
Reprenons les deux mêmes appareils avec leurs valeurs d'impédance standard — 1000 kVA à 6 % et 630 kVA à 4 %, comme indiqué dans le tableau ci-dessus.
Ratio of shares: (1000 / 6) : (630 / 4) = 166.7 : 157.5 = 1.058 : 1
L'appareil 1 supporte : 1400 × 166,7 / 324,2 = 720 kVA (72 % de la puissance assignée)
L'appareil 2 supporte : 1400 × 157,5 / 324,2 = 680 kVA (108 % de la puissance assignée)
Le plus petit appareil est surchargé de 8 % tandis que le plus grand fonctionne à 72 %.
Pour maintenir l'appareil de 630 kVA dans sa puissance assignée, la charge totale devrait être limitée à environ 1300 kVA — ce qui signifie que 330 kVA de capacité installée ne peuvent pas être utilisés. C'est pourquoi les transformateurs destinés au fonctionnement en parallèle sont souvent spécifiés avec une impédance assortie plutôt que la valeur standard pour leur puissance.
Courant de Circulation dû à un Écart de Rapport de Transformation
Si les deux transformateurs produisent des tensions secondaires légèrement différentes — en raison de rapports de transformation différents, ou parce qu'ils sont sur des positions de prise différentes — un courant circule entre eux même sans charge externe.
Comme les impédances des transformateurs sont volontairement faibles, même une petite différence de tension produit un courant important. Deux appareils de 1000 kVA à 6 % d'impédance avec 1 % de différence de tension font circuler en permanence environ 8 % du courant assigné — un courant qui génère des pertes et un échauffement sans fournir de puissance utile.
Niveau de Défaut avec des Appareils en Parallèle
Le fonctionnement en parallèle augmente le courant de court-circuit disponible au jeu de barres commun, car les deux transformateurs contribuent à un défaut en aval. Pour deux appareils identiques, le niveau de défaut double approximativement.