Calcul de chute de tension de transformateur
Ce calcul de chute de tension de transformateur détermine de combien la tension secondaire baisse quand un transformateur est chargé. Saisissez la puissance nominale, la tension de court-circuit, le rapport X/R, la charge et le facteur de puissance, et l’outil donne la chute de tension en pourcentage et en volts, la tension à la charge ainsi que les courants nominal et de charge.
Résultats
L’outil « Calcul de chute de tension de transformateur » fait partie de notre rubrique Calculateurs : Courant alternatif & triphasé. Parcourez cette rubrique pour dimensionner, convertir et vérifier vos résultats en complément de cet outil.
Ce que fait le calcul de chute de tension de transformateur
Un transformateur a une résistance interne et une réactance de fuite, indiquées sur la plaque sous forme de tension de court-circuit en pourcentage. En charge, le courant qui traverse cette impédance fait baisser la tension secondaire. L’ampleur dépend du taux de charge et du facteur de puissance, car les charges inductives sont en phase avec la réactance. Le calculateur sépare l’impédance en résistance et réactance avec le rapport X/R et applique la formule habituelle de régulation de tension.
Formule de la chute de tension d’un transformateur
L’impédance se répartit en résistance et réactance :
Avec k = charge ÷ puissance nominale, la variation de tension vaut :
Le second terme est une petite correction qui compte à faible facteur de puissance. Chute de tension en volts = tension secondaire × ΔU % ÷ 100.
Exemple de chute de tension de transformateur
Un transformateur triphasé de 500 kVA, 480 V, 5 % de tension de court-circuit et X/R = 4 alimente 400 kVA à cos φ 0,85 :
La tension secondaire sous cette charge est d’environ 466 V. Le courant secondaire nominal vaut 601 A, la charge appelle 481 A.
Comment calculer la chute de tension d’un transformateur
Saisissez la puissance nominale en kVA et la tension de court-circuit de la plaque, généralement 2 à 6 %. Laissez le rapport X/R à 4 si vous n’avez pas de valeur ; les petits transformateurs secs sont en dessous, les gros au-dessus. Saisissez la charge en kVA, son facteur de puissance et la tension secondaire entre phases, choisissez monophasé ou triphasé et cliquez sur Calculer.
Interpréter la chute de tension du transformateur
Une chute de 2 à 4 % à pleine charge est typique des transformateurs de distribution. Ajoutez la chute de tension des câbles en aval : si l’ensemble dépasse environ 5 %, les moteurs démarrent mal et les lampes faiblissent. En France, la NF C 15-100 limite la chute totale à 3 % pour l’éclairage et 5 % pour les autres usages quand l’installation est alimentée par un poste privé, avec une tolérance plus large sur 6 et 8 %. Les prises de réglage au primaire peuvent relever la tension secondaire de 2,5 ou 5 %. À faible charge, la chute est faible, si bien qu’une prise choisie pour la pleine charge peut donner une tension trop haute la nuit.
Quand calculer la chute de tension d’un transformateur
- Vérifier la tension d’un moteur derrière un transformateur
- Choisir une prise de réglage
- Comparer des transformateurs de tensions de court-circuit différentes
- Additionner la chute du transformateur et celle des câbles
- Estimer le creux de tension au démarrage d’un moteur
Erreurs fréquentes sur la chute de tension de transformateur
- Confondre ucc et chute de tension. La chute dépend de la charge et du facteur de puissance.
- Ignorer le rapport X/R. Il détermine l’effet du facteur de puissance.
- Oublier la chute dans les câbles. Ajoutez la canalisation pour la vue d’ensemble.
- Tension simple en triphasé. Saisissez la tension entre phases.
Conseils sur la chute de tension d’un transformateur
- Relevez ucc sur la plaque, pas une moyenne de catalogue.
- Vérifiez la chute au plus faible facteur de puissance attendu.
- Utilisez les prises du primaire pour corriger une tension durablement basse.
La tension de court-circuit, un compromis
Une faible tension de court-circuit donne un réseau raide avec peu de chute de tension, mais laisse passer plus de courant en cas de défaut. Une forte tension de court-circuit limite le courant de court-circuit, mais crée plus de chute en charge. C’est pourquoi la même valeur apparaît dans le calcul de courant de court-circuit : le courant de court-circuit vaut environ le courant nominal divisé par ucc. Beaucoup de concepteurs acceptent 4 à 6 % sur les transformateurs moyens comme équilibre.
La chute de tension de la source à la charge
La chute dans le transformateur n’est qu’une partie de l’ensemble. Les canalisations principales et les circuits terminaux ajoutent leur propre chute, que le calcul de chute de tension détermine à partir de la longueur et de la section. Si le total est trop élevé, un transformateur plus gros réduit le taux de charge k, un transformateur à plus faible impédance réduit R et X, ou une prise de réglage relève la tension de sortie. Fixez la puissance nominale avec le calcul de puissance de transformateur avant de vérifier la variation de tension.
Chute de tension du transformateur à pleine charge (X/R = 4)
| Tension de court-circuit | cos φ 1,0 | cos φ 0,9 | cos φ 0,8 |
|---|---|---|---|
| 2 % | 0,50 % | 1,29 % | 1,56 % |
| 3 % | 0,77 % | 1,95 % | 2,35 % |
| 4 % | 1,05 % | 2,61 % | 3,14 % |
| 5 % | 1,33 % | 3,28 % | 3,93 % |
| 5,75 % | 1,55 % | 3,78 % | 4,53 % |
| 6 % | 1,62 % | 3,95 % | 4,73 % |
Questions fréquentes : Calcul de chute de tension de transformateur
Comment calculer la chute de tension d’un transformateur ?
Séparez ucc en R et X avec le rapport X/R, puis ΔU % ≈ taux de charge × (R cos φ + X sin φ). Avec 5 % d’ucc, 80 % de charge et cos φ 0,85, on obtient environ 2,9 %.
La chute de tension est-elle égale à la tension de court-circuit ?
Seulement à pleine charge et avec un facteur de puissance égal à l’angle d’impédance. À cos φ 1, la chute de tension est nettement plus faible que l’ucc.
Quelle variation de tension est normale pour un transformateur ?
Environ 2 à 4 % à pleine charge pour la plupart des transformateurs de distribution.
Pourquoi le facteur de puissance change-t-il la chute de tension ?
Le courant de charge inductif est en phase avec la réactance du transformateur, donc un facteur de puissance en retard augmente la chute de tension.