Transformateur triphasé vs trois transformateurs monophasés

Il y a quelque temps, une centrale électrique a subi un coup de foudre qui a détruit un transformateur. Un remplacement a été obtenu quelque part dans une centrale nucléaire déclassée mais a nécessité des efforts héroïques pour le déplacer vers la centrale. Un employé m'a expliqué: "L'équipement d'origine était constitué de banques de trois transformateurs monophasés, mais celui-ci est un transformateur triphasé. Il est beaucoup plus gros et plus lourd que tout ce qu'ils ont dû manipuler lors de la construction de l'usine, car il s'agit essentiellement de 3 transformateurs dans une seule boîte. C'est pourquoi il est si difficile de le déplacer. "

Depuis, je me demande quel est l'avantage d'une seule unité triphasée par rapport à trois unités monophasées convenablement connectées. Y a-t-il une subtilité dans la conception du circuit magnétique qui rend souhaitable l'unité plus lourde?

Imaginez que chaque transformateur monophasé possède un noyau en forme de «O». Lorsque vous effectuez un triphasé, vous combinez un côté de chaque «O». Si le système triphasé est équilibré (amplitude égale des courants dans chaque jambe), le flux total à travers les noyaux combinés est égal à zéro - fondamentalement, la jambe centrale n'est pas nécessaire. En pratique, il est généralement présent - il aide en cas de déséquilibre des courants de phase, ou même de défaut court-circuité dans une phase.

Ainsi, au lieu d'avoir besoin de trois cœurs «O» complets, vous avez juste besoin de 3 cœurs «C». Cela économise environ la moitié du fer.

Son comportement diffère pour gérer les multiplicateurs de courants harmoniques de 3, le plus fort étant 150Hz (US 180Hz). Lorsque ces harmoniques entrent en phase exacte, leur flux entre en collision et s'annule, dans 3 transformateurs simples, toutes les harmoniques ont un chemin libre.
C'est aussi la raison pour laquelle la connexion neutre est importante dans les 3 conf monophasés, pour véhiculer ces courants d'équilibrage harmoniques.