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Le transformateur en zigzag est un petit système triphasé qui sert à la constitution du circuit de mise à la terre en toute sécurité d’une alimentation électrique triphasée.
Il fait partie de la classe des transformateurs triphasés et sa composition particulière rend possible par une connexion en Y ou en étoile un nouvel assemblage plus performant de plusieurs vecteurs triphasés à partir de vecteurs triphasés déjà existants.
Le transformateur zigzag protège une installation électrique contre les variations éventuelles du système électrique. Il sécurise grandement le système d’alimentation en réduisant la tension électrique en cas de panne ou de défaillance générale. Il protège les personnes et les appareillages de surtension et nuisances électriques possibles.
Quand il s’agit d’une ligne électrique monophasée, le niveau de neutre est maintenu et il n’y a pas de nécessité à connaître le point de masse. Le fil sous tension monophasé peut être ou déficient ou en bon état, le fil neutre conserve son potentiel.
Même si l’alimentation biphasée n’est que rarement employée, son fonctionnement explique bien l’utilité du transformateur de mise à la terre en zigzag.
Dans le cas des transformateurs électriques à double phase, une distribution biphasée à courant alternatif (VCA) de 110 volts sera nécessaire et elle emploiera deux fils sous tension de 110 VCA, chacun ayant une tension neutre de 110 VAC.
Si le neutre ou la ligne de masse n'est pas à disposition, il est nécessaire de rendre cet élément accessible par exemple à côté de la génératrice. C’est une prise centrale sur la sortie d’enroulement de la génératrice 110-0-110 VAC. L’objectif est de mettre en place un fil neutre en aval de la distribution.
En conséquence, la contrepartie biphasée du transformateur en zigzag possédera deux enroulements avec une liaison commune au neutre. Les deux autres extrémités de l’enroulement seront de ce fait connectées aux deux fils sous tension. On pourra observer une différence de potentiel nulle entre le neutre en zigzag et la masse si la charge sur chaque phase de l'alimentation biphasée est bien équilibrée. Dans le cas contraire, on observera une tension non nulle sur le neutre zigzag par rapport à la terre.
En étoile ou encore en Y, le transformateur en zigzag fournit une sortie triphasée en se servant des tensions de deux phases en même temps. Quand toutes les combinaisons des deux phases ont été posées, les vecteurs triphasés obtenus sont convergents sur un seul point neutre de référence.
À l'intérieur du transformateur en zigzag, il y a deux jeux d'enroulements pour chaque phase, un premier enroulement dit interne et un second enroulement dit externe. Ils sont enroulés de façon opposée pour faire face à une opposition de flux. Pour chaque noyau, l'enroulement interne vient de la phase suivante de la séquence. Lorsque les charges sont bien équilibrées sur chacune des trois phases, le point neutre du transformateur zigzag a le même potentiel que la terre ; cependant, dans le cas d’un défaut sur une phase ou d’un déséquilibre des charges de phase, une tension se produit sur le point neutre.
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