IEC 60076-8:1997

NORME CEI
INTERNATIONALE
60076-8
Première édition
1997-10
Transformateurs de puissance –
Guide d'application
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NORME CEI
INTERNATIONALE
60076-8
Première édition
1997-10
Transformateurs de puissance –
Guide d'application
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XC
Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
Международная Электротехническая Комиссия
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– 2 – 60076-8  CEI:1997
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
Articles
1 Généralités. 6
2 Propriétés caractéristiques des différentes combinaisons d'enroulements triphasés
et conceptions des circuits magnétiques . 8
3 Propriétés caractéristiques et application aux autotransformateurs. 16
4 Propriétés homopolaires – courant de charge du neutre et conditions de défaut
à la terre, saturation magnétique et courant d'enclenchement . 24
5 Calcul des courants de court-circuit pour les transformateurs triphasés à trois
enroulements (transformateurs à enroulements séparés et autotransformateurs)
dont les point neutres sont reliés à la terre. 50
6 Marche en parallèle des transformateurs dans les réseaux triphasés . 80
7 Calcul de la chute de tension pour une charge spécifiée, pertes dues à la charge
d'un transformateur à trois enroulements . 92
8 Spécification des grandeurs assignées et des grandeurs de prises. 124
9 Application en convertisseur des transformateurs normaux . 146
10 Guide pour la mesure des pertes des transformateurs de puissance . 150
Annexe A – Relations fondamentales pour les défauts à la terre monophasé et biphasé. 164

– 4 – 60076-8  CEI:1997
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
_________
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
GUIDE D'APPLICATION
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60076-8 a été établie par le comité d'études 14 de la CEI:
Transformateurs de puissance.
Cette première édition de la CEI 60076-8 annule et remplace la CEI 60606 publiée en 1978.
Cette édition constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
14/260/FDIS 14/297/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
La CEI 60076 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général:
Transformateurs de puissance.
Partie 1: 1993, Généralités
Partie 2: 1993, Echauffement
Partie 3: 1980, Niveaux d'isolement et essais diélectriques
Partie 5: 1976, Tenue au court-circuit
Partie 8: 1997, Guide d'application
L'annexe A est donnée uniquement à titre d'information.

– 6 – 60076-8  CEI:1997
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
GUIDE D'APPLICATION
1 Généralités
1.1 Domaine d'application et objet
Cette norme s'applique aux transformateurs de puissance conformes à la série de normes
CEI 60076.
Son but est d'informer les utilisateurs sur
– certaines caractéristiques fondamentales de fonctionnement des différents modes de
couplage et des conceptions des circuits magnétiques avec une référence particulière au
phénomène homopolaire;
– les courants de défaut des réseaux dans les transformateurs avec couplage YNynd et
similaires;
– la marche en parallèle des transformateurs, le calcul de la chute ou de l’augmentation de
tension due à la charge et le calcul des pertes dues à la charge pour les combinaisons de
charge à trois enroulements;
– la sélection des grandeurs assignées et des grandeurs de prises au moment de l'achat,
en se basant sur les conditions prévisionnelles;
– l'application des transformateurs normaux à la charge par convertisseur;
– les techniques de mesure et de précision lors de la mesure des pertes.
Une partie de ces informations est de nature générale et est applicable à tous les
transformateurs de puissance quelle que soit leur taille. D'autres chapitres traitent, cependant,
des aspects du problème ne concernant que la spécification et l'utilisation des grandes unités à
haute tension.
Les recommandations ne sont pas obligatoires et ne constituent pas en elles-mêmes des
prescriptions de spécification.
Les informations relatives à la capacité de charge des transformateurs de puissance sont
précisées dans la CEI 60354 pour les transformateurs immergés dans l'huile, et dans la
CEI 60905 pour les transformateurs du type sec.
Des recommandations pour l'exécution des essais de choc sur les transformateurs de
puissance sont fournies dans la CEI 60722.
1.2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le
registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050(421):1990, Vocabulaire électrotechnique international (VEI) – Chapitre 421:
Transformateurs de puissance et bobines d’inductance
CEI 60076, Transformateurs de puissance
CEI 60076-1:1993, Transformateurs de puissance – Partie 1: Généralités

– 8 – 60076-8  CEI:1997
CEI 60076-3:1980, Transformateurs de puissance – Partie 3: Niveaux d’isolement et essais
diélectriques
CEI 60289:1988, Bobines d’inductance
CEI 60354:1991, Guide de charge pour transformateurs de puissance immergés dans l'huile
CEI 60722:1982, Guide pour les essais au choc de foudre et au choc de manoeuvre des
transformateurs de puissance et des bobines d’inductance
CEI 60905:1987, Guide de charge pour transformateurs de puissance du type sec
CEI 60909:1988, Calcul des courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant alternatif
CEI 60909-1:1991, Calcul des courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant
alternatif – Partie 1: Facteurs pour le calcul des courants de court-circuit dans les réseaux
alternatifs triphasés conformément à la CEI 60909 (1988)
CEI 60909-2:1992, Matériel électrique – Données pour le calcul des courants de court-circuit
conformément à la CEI 60909 (1988)
CEI 61378-1:1997, Transformateurs de conversion – Partie 1: Transformateurs pour
applications industrielles
ISO 9001:1994, Systèmes qualité – Modèle pour l’assurance de la qualité en conception,
développement, production, installation et prestations associées
2 Propriétés caractéristiques des différentes combinaisons d'enroulements triphasés
et conceptions des circuits magnétiques
Ce chapitre est une vue d'ensemble du sujet. Des informations complémentaires sont fournies
à l’article 4 relatif aux propriétés homopolaires.
2.1 Enroulements avec couplage Y, D et Z
Il existe deux principaux couplages triphasés des enroulements de transformateur: le couplage
étoile (couplage Y) et le couplage triangle (couplage D). Pour des buts spécifiques, notamment
dans les transformateurs de petite puissance, un autre type de couplage appelé «couplage en
zigzag» ou «Z» est aussi utilisé. Historiquement, plusieurs autres schémas ont été utilisés
(triangle tronqué, triangle étendu, connexion en T, connexion en V, etc.). Tandis que de telles
connexions sont utilisées dans les transformateurs pour applications spéciales, elles n'existent
plus dans les réseaux de transmission de puissance et de distribution.
2.1.1 Avantages de l'enroulement à couplage Y
Ce type d’enroulement
– est plus économique pour un enroulement haute tension;
– a un point neutre disponible;
– permet la mise à la terre directe ou la mise à la terre à travers une impédance;
– permet de réduire le niveau d'isolation du neutre (isolation graduée);
– permet de loger les prises d'enroulement et les changeurs de prises à l'extrémité neutre
de chaque phase;
– permet l'application d'une charge monophasée avec courant de neutre (voir 2.2 et 4.8).

– 10 – 60076-8  CEI:1997
2.1.2 Avantages de l’enroulement à couplage D
Ce type d’enroulement
– est plus économique pour un enroulement à courant fort et à basse tension;
– combiné avec un enroulement à couplage étoile, réduit l'impédance homopolaire dans
cet enroulement.
2.1.3 Avantages de l'enroulement à couplage Z
Ce type d’enroulement
– peut recevoir une charge de courant de neutre avec une basse impédance homopolaire
inhérente. (Il est utilisé dans les transformateurs de mise à la terre pour créer une borne
neutre artificielle d'un réseau);
– réduit le déséquilibre de tension dans les réseaux où la charge n'est pas répartie
également entre les phases.
2.2 Propriétés caractéristiques des combinaisons de couplages d'enroulements
La notation des couplages des enroulements de transformateur suit les conventions de la
CEI 60076-1, article 6.
Ce paragraphe est un résumé du comportement au courant de neutre des différentes
combinaisons d'enroulement. On fait référence à de telles conditions comme ayant des
«composantes homopolaires» de courant et de tension. Les articles 4 et 5 traitent de ce concept.
Ces énoncés sont également valables pour les bancs triphasés de transformateurs
monophasés couplés ensemble extérieurement.
2.2.1 YNyn et YNauto
Le courant homopolaire peut circuler entre les enroulements avec ampères-tours équilibrés,
rencontrant une faible impédance de court-circuit dans le transformateur. Les transformateurs
de réseaux dotés de telles connexions peuvent en outre être équipés d'un enroulement de
stabilisation à couplage triangle (voir 4.7.2 et 4.8).
2.2.2 YNy et Yyn
Le courant homopolaire dans l'enroulement avec neutre mis à la terre n'a pas d'ampères-tours
équilibrés dans l'enroulement opposé, dans lequel le neutre n'est pas mis à la terre. Il constitue
donc un courant magnétisant pour le circuit magnétique et est contrôlé par une impédance
magnétisante homopolaire. L'impédance est forte ou très forte, selon la conception du circuit
magnétique (voir 2.3). La symétrie des tensions entre phase et neutre sera affectée et il peut
exister des limitations du courant homopolaire permis provoquées par l'échauffement du flux
de fuite parasite (voir 4.8).
2.2.3 YNd, Dyn, YNyd (tertiaire avec capacité de charge) ou YNy + d
(enroulement de stabilisation en triangle sans capacité de charge)
Le courant homopolaire de l'enroulement en étoile avec neutre mis à la terre provoque un
courant de circulation de compensation dans l'enroulement triangle. L'impédance est faible,
approximativement égale à l'impédance directe de court-circuit entre les enroulements.
S'il existe deux enroulements en étoile avec neutres mis à la terre (y compris le cas de
l'autotransformateur avec neutre commun), on trouve un cas d'application d'une charge à trois
enroulements pour un courant homopolaire. Cette situation est traitée en 4.3.2 et en 4.7.2 et
dans l’article 5.
– 12 – 60076-8  CEI:1997
2.2.4 Yzn ou ZNy
Le courant homopolaire dans l'enroulement en zigzag produit un équilibre d'ampères-tours
inhérent entre les deux moitiés de l'enroulement sur chaque noyau et fournit une faible
impédance de court-circuit.
2.2.5 Bancs triphasés de grandes unités monophasées – utilisation d'un enroulement
tertiaire à couplage triangle
Dans certains pays, les transformateurs pour l'interconnexion des réseaux haute tension sont
en général construits en bancs d'unités monophasées. Le coût, la masse et les pertes d'un tel
banc sont supérieurs à ceux d'un transformateur triphasé correspondant (dans la mesure où il
peut être réalisé). L'avantage du concept du banc est le coût relativement faible d'une
quatrième unité de secours pouvant servir de réserve stratégique. Il se peut aussi que l'unité
triphasée correspondante dépasse la limite de la masse d'expédition.
Les trois transformateurs monophasés apportent des circuits magnétiques indépendants,
représentant une impédance très magnétisante pour une composante homopolaire de tension.
Il peut être nécessaire de prévoir un enroulement de stabilisation en triangle dans le banc ou
encore d’avoir une puissance auxiliaire à relativement basse tension provenant d'un
enroulement tertiaire. Cela peut être réalisé par une connexion extérieure barre omnibus entre
unités de la station. La connexion externe représente un risque supplémentaire de défaut à la
terre ou de court-circuit sur l'enroulement tertiaire combiné du banc.
2.3 Différentes conceptions de circuits magnétiques
La conception du circuit magnétique la plus fréquente pour un transformateur triphasé est le
circuit magnétique à trois colonnes (voir figure 1). Trois colonnes verticales parallèles sont
reliées sur les parties inférieure et supérieure par des culasses horizontales.
IEC  1119/97
Figure 1 – Circuit magnétique à trois colonnes
Le circuit magnétique à cinq colonnes (voir figure 2) comporte trois colonnes bobinées et deux
colonnes latérales non bobinées de section droite moins importante. Les culasses raccordant
les cinq colonnes comportent aussi une section droite réduite si on la compare aux colonnes
bobinées.
– 14 – 60076-8  CEI:1997
IEC  1120/97
Figure 2 – Circuit magnétique à cinq colonnes
La conception conventionnelle cuirassée triphasée (voir figure 3) est formée d'un cadre doté de
trois noyaux bobinés horizontaux et disposant d'une ligne centrale commune. Les noyaux en tôles
magnétiques à l'intérieur des enroulements ont une section droite essentiellement rectangulaire
et les parties adjacentes du circuit magnétique entourent les enroulements comme une cuirasse.
IEC  1121/97
Figure 3 – Circuit magnétique cuirassé triphasé conventionnel
Un nouveau circuit magnétique triphasé cuirassé est le circuit à sept colonnes, dans lequel les
noyaux bobinés sont orientés de manière différente (voir figure 4).
IEC  1122/97
Figure 4 – Circuit magnétique cuirassé triphasé à sept branches

– 16 – 60076-8  CEI:1997
La principale différence entre ces conceptions qui doit être traitée ici réside dans leur
comportement lorsqu'elles sont soumises à un ensemble de tensions triphasées déséquilibrées
ayant une somme non nulle, c’est-à-dire ayant une composante homopolaire.
Cette condition peut aussi être décrite en commençant par le courant homopolaire sans
équilibrage des ampères-tours dans tous les autres enroulements. Un tel courant apparaît
comme un courant magnétisant pour le circuit magnétique et est contrôlé par l'impédance
magnétisante à travers laquelle une chute de tension homopolaire se développe.
Les types habituels de circuits magnétiques se comportent comme indiqué ci-dessous.
2.3.1 Circuit magnétique à trois colonnes
Dans le transformateur à circuit magnétique à trois colonnes, les composantes de flux directe
et inverse dans les noyaux bobinés (qui ont chacune une somme nulle à chaque instant)
s'annulent via les culasses, mais le flux résiduel homopolaire doit trouver un chemin de retour
en dehors des enroulements de culasse à culasse. Ce flux «fuite de culasse» externe voit une
grande valeur de réluctance, et, pour une quantité de flux (une tension homopolaire appliquée
donnée), une force magnétomotrice considérable (courant hautement magnétisant) est
nécessaire. En termes de circuit électrique, le phénomène représente donc une impédance
(magnétisante) homopolaire relativement faible. Cette impédance varie de façon non linéaire
avec l'amplitude de la composante homopolaire.
Réciproquement, le courant homopolaire non compensé constitue un courant magnétisant qui
est contrôlé par une impédance magnétisante homopolaire. Le résultat est une dissymétrie
superposée de tensions phase-neutre, la composante homopolaire de tension.
Le flux de fuite de culasse homopolaire induit des courants de Foucault et de circulation dans
le dispositif de serrage et dans la cuve, entraînant des pertes parasites supplémentaires dans
ces constituants. Dans les enroulements, une augmentation des pertes par courants de
Foucault provoquée par le flux anormalement parasité peut également se produire. Il existe
des limitations dans l'amplitude permise du courant de neutre en service en longue période. Ce
problème est évoqué en 4.8.
2.3.2 Circuit magnétique à cinq colonnes ou circuit magnétique cuirassé
Dans un transformateur à cinq colonnes ou dans un transformateur cuirassé, des chemins de
retour existent pour le flux homopolaire par l'intermédiaire des parties non bobinées du circuit
magnétique (jambes de retour de flux du circuit magnétique à cinq colonnes, parties
extérieures du cadre de la cuirasse, et pour les circuits magnétiques cuirassés à sept
branches, les deux branches non bobinées entre jambes bobinées). Le flux homopolaire voit
une faible réluctance magnétisante équivalente à une impédance fortement magnétisante
similaire à celle d'une tension directe normale. Cela s'applique jusqu'à une certaine limite où
les parties non bobinées du circuit magnétique atteignent la saturation. De plus, l'inductance
chute, donnant lieu à un courant déformé en pointe.
Un banc triphasé de transformateurs monophasés réagit de la même manière. Les circuits
magnétiques sont séparés et indépendants quelle que soit la tension de service appliquée.
A cause du phénomène décrit ci-dessus, il est habituel d'équiper de tels transformateurs ou
bancs de transformateurs d'enroulements de stabilisation à couplage triangle (voir article 4).
3 Propriétés caractéristiques et application aux autotransformateurs
3.1 Par définition, un autotransformateur est un transformateur dont au moins deux
enroulements ont une partie commune (voir 3.1.2 de la CEI 60076-1).

– 18 – 60076-8  CEI:1997
Le schéma unifilaire de la figure 5 représente un autotransformateur à deux enroulements. Le côté
haute tension du transformateur (représenté par U ,I dans la figure) est composé de l'enroulement
1 1
commun ainsi que de l'enroulement série. Le côté basse tension (U ,I ) n'est composé que de
2 2
l'enroulement commun. La haute et la basse tension sont électriquement connectées.
I
UI==U I S
11 2 2
UU− II−
12 21
= =α
I
U I
1 2
()UU−=I U(I−I)=αS
12122 1
i I
1 2
IEC  1123/97
Figure 5 – Autotransformateur, schéma unifilaire
3.2 Le facteur de réduction ou le facteur de l'autotransformateur α
Pour la même puissance traversante, l'autotransformateur est physiquement plus petit et ses
pertes sont plus faibles qu'un transformateur à enroulements séparés. Plus le rapport de
transformation est proche de l'unité, plus l’économie relative est grande. Les deux enroulements
(série et commun) représentent l'équivalent des puissances assignées ou, en d'autres termes,
l'équilibrage des ampères-tours. Les relations décrites à la figure 5 expliquent immédiatement le
facteur de réduction α de la connexion en autotransformateur. Si S est la puissance assignée des
enroulements autoconnectés, écrite sur la plaque signalétique, le transformateur est équivalent,
eu égard aux dimensions et masses physiques, à un transformateur à enroulements séparés
ayant une puissance assignée α × S. Cela se rapporte souvent à des expressions telles que
puissance assignée intrinsèque ou puissance assignée équivalente à deux enroulements.
Exemple
Un autotransformateur 420/240 kV, 300 MVA est comparable à un transformateur à
enroulements séparés ayant une puissance assignée de
((420 – 240)/420) × 300 = 129 MVA
Si le transformateur est en outre fourni avec un enroulement séparé à couplage triangle
d'une puissance assignée de 100 MVA (YNauto d 300/300/100 MVA), la puissance de
dimensionnement équivalente à deux enroulements sera donc de
(129 + 129 + 100)/2 = 179 MVA
3.3 Impédance de court-circuit et effets du flux de fuite
L'impédance de court-circuit d'un transformateur peut être décrite physiquement en termes de
puissance réactive dans le champ de fuite, puissance qui à son tour dépend de la taille
physique et de la géométrie des enroulements.
U
I - I
1 2
U - U
U
2 1 2
– 20 – 60076-8  CEI:1997
Pour un autotransformateur de dimensions réduites, la puissance réactive dans le champ de
fuite est naturellement inférieure à celle d'un transformateur à enroulements séparés de même
puissance assignée. Son impédance exprimée en pourcentage sera donc proportionnellement
plus faible. Le facteur de l'autotransformateur α fait également partie de l'évaluation de
l'impédance de court-circuit exprimée en pourcentage.
Cependant, on peut aussi observer que, si l'impédance exprimée en pourcentage d'un
autotransformateur est spécifiée avec une valeur élevée (dans le but d'une limitation de
l'amplitude du courant de défaut du côté réseau secondaire), ce transformateur sera, sur le
plan de la conception, physiquement une petite unité avec un champ de fuite particulièrement
important. Cela se traduira par des pertes supplémentaires élevées (pertes par courants de
Foucault dans les enroulements aussi bien que pertes dues au flux de fuite dans les parties
mécaniques) et même par de possibles effets de saturation dus à la circulation des flux de
fuite en partie au travers du circuit magnétique. De tels effets restreindraient la capacité de
charge de l'unité au-dessus des conditions assignées, mais cela n’est pas mis en évidence par
des essais normaux.
Le guide de charge pour transformateurs de puissance, CEI 60354, prend en compte ces
phénomènes quand il sépare les transformateurs de puissance en grande et en moyenne
puissance. Les autotransformateurs doivent être classifiés suivant leur puissance assignée
équivalente, et leur impédance correspondante exprimée en pourcentage, à la place des
valeurs écrites sur la plaque signalétique.
3.4 Restrictions du réseau, coordination de l'isolement
La connexion électrique directe entre les réseaux primaire et secondaire (triphasés) implique
qu'ils auront un point neutre commun et que le couplage triphasé du transformateur est en
étoile. En pratique, les réseaux seront effectivement normalement reliés à la terre et le point
neutre de l’autotransformateur sera en général spécifié pour un niveau d'isolement réduit.
– S'il faut que le neutre du transformateur soit relié à la terre directement, le niveau
d'isolement nécessaire est très faible (voir 5.5.2 de la CEI 60076-3).
– En variante, il peut être prévu que tous les neutres de plusieurs transformateurs ne
soient pas directement mis à la terre pour réduire les courants de défauts à la terre
éventuels. Les neutres non reliés à la terre seront cependant habituellement équipés d'un
parafoudre pour les protéger contre les chocs transitoires. La tension assignée du
parafoudre spécifié et le niveau d'isolement du neutre seront en coordination avec la
tension à fréquence industrielle du réseau apparaissant au neutre isolé de la terre pendant
un défaut à la terre de réseau.
– Dans les réseaux à très haute tension dotés de longues lignes aériennes, la possibilité
d'un réenclenchement unipolaire peut être améliorée par la mise à la terre d’une bobine
d'inductance spécialement accordée. Cela nécessite une isolation relativement élevée du
neutre du transformateur, qui est connecté via la bobine d'inductance d'accord à la terre.
Du point de vue de la conception, les enroulements série d'un autotransformateur posent
parfois des difficultés pour l'isolement longitudinal de l'enroulement. Il est supposé que la
borne X, borne de ligne du côté basse tension, reste à un faible potentiel à l'incidence d'une
surtension transitoire sur la borne de ligne côté haute tension. La contrainte correspondant à
l'intégralité du niveau d'isolement au choc du côté haute tension ne sera donc distribuée que le
long de l'enroulement série. Cela représente une tension correspondante entre spires plus
élevée, si on la compare à la surtension du niveau d'isolement au choc du côté basse tension,
distribuée le long de l'enroulement commun.
3.5 Réglage de tension dans les autotransformateurs d'interconnexion de réseaux
La variation du rapport de transformation d'un autotransformateur peut être obtenue de
différentes façons. Certaines d'entre elles suivent les principes sous-jacents de 5.1 de la
CEI 60076-1. D'autres ne suivent pas ces principes car le nombre des spires effectives est
modifié simultanément dans les deux enroulements.

– 22 – 60076-8  CEI:1997
Les prises de réglage seront arrangées soit du côté neutre, soit au point de jonction entre les
enroulements commun et série (point commun) (voir figure 6).
3.5.1 Prises de réglage au neutre
X
IEC  1124/97
Le réglage au neutre augmente et diminue le nombre des spires simultanément dans les enroulements haute
tension et basse tension mais le rapport entre les enroulements change. Ce type de réglage sera inefficace
lorsqu'il nécessitera beaucoup de spires de réglage pour une étendue spécifiée de variation du rapport de
transformation. Les volts par spire dans le transformateur varieront donc considérablement le long de l'étendue
du réglage (flux variable); le phénomène devient plus prononcé plus le rapport de transformation est proche de
l'unité (faible valeur de α). Cela doit être couvert par un surdimensionnement correspondant du circuit
magnétique. Il en résultera alors des échelons inégaux de tension.
L'avantage évident du réglage au neutre est que l'enroulement de réglage et le changeur de prises seront près
du potentiel du neutre et ne nécessiteront qu'un faible niveau d'isolement par rapport à la terre.
Figure 6 – Spires de réglage au neutre commun
3.5.2 Prise de réglage à la borne X
Pour que le réglage soit organisé au point commun dans le transformateur (la borne de ligne
du côté basse tension), il faut que l'enroulement à prises et les changeurs de prises soient
conçus avec le niveau d'isolement de la borne X. Ils seront immédiatement exposés à des
surtensions transitoires à front raide provenant de chocs de foudre ou de manoeuvre. La figure
7 décrit un certain nombre d'arrangements possibles.

– 24 – 60076-8  CEI:1997
a) b) c)
XX X
IEC  1125/97
a) Le nombre de spires de l'enroulement commun reste inchangé. C'est un choix logique si la tension du
réseau basse tension reste relativement constante, tandis que la tension du réseau haute tension est plus
variable.
b) Cette variante est le contraire de a). Le nombre de spires faisant face à la tension du réseau haute tension
reste constant, tandis que le nombre effectif de spires du côté basse tension varie.
c) Le nombre de spires est constant sur le côté haute tension, mais pour un nombre spécifique de spires
reconnectées, le rapport varie plus que dans l'exemple b). Le cas b) d'autre part permet une utilisation «plus ou
moins» de l'enroulement à prises avec inversion comme cela est indiqué dans la figure.
Figure 7 – Prises de réglage à la borne basse tension
4 Propriétés homopolaires – courant de charge du neutre et conditions de défaut
à la terre, saturation magnétique et courant d'enclenchement
Cet article traite des caractéristiques des transformateurs triphasés et des bancs de
transformateurs monophasés en ce qui concerne les conditions de service triphasé
déséquilibré.
Il existe des différences en fonction de la géométrie du circuit magnétique et de la combinaison
des connexions triphasées des enroulements.
Les conditions déséquilibrées comprennent des perturbations transitoires ainsi que des
déséquilibres en régime permanent, donnant lieu à
– une perte temporaire de symétrie des tensions triphasées et, en conséquence, de la
symétrie de magnétisation des noyaux;
– un déséquilibre temporaire ou permanent des courants de charge, notamment du courant
dans la borne neutre, ce qui aura un effet sur la stabilité de la tension, du flux de fuite et de
la magnétisation des noyaux.
4.1
Introduction des composantes symétriques des réseaux triphasés
Il est fait une courte présentation, en 4.1.1, de la méthode analytique classique appelée
«composantes symétriques» à laquelle il est souvent fait référence dans l'analyse des réseaux
de distribution d'énergie. Pour de plus amples renseignements sur cette méthode et sur son
application, on se reportera aux ouvrages traitant de l'analyse des réseaux de distribution
d'énergie.
– 26 – 60076-8  CEI:1997
Une présentation plus complète en 4.1.2 concerne les aspects pratiques de la mise à la terre
du réseau par l'intermédiaire des neutres des transformateurs.
4.1.1 Principes et terminologie des composantes symétriques de tension et de courant
La méthode, telle qu'elle est appliquée de façon classique, présuppose des tensions et des
courants synchrones et sinusoïdaux reliés par des éléments de circuit sous la forme
d'impédance ou d'admittance constante, avec une valeur égale pour les trois phases. Ces
hypothèses impliquent que toutes les équations du circuit sont linéaires et que les
changements de variables par transformation linéaire sont possibles. Une de ces
transformations permet d'obtenir des composantes symétriques.
Dans le cas général déséquilibré, les trois tensions simples ou les courants de phases
individuels possèdent des amplitudes inégales et ne sont pas espacés de façon égale dans le
temps (ne sont pas déphasés de 120 degrés électriques). La somme des valeurs
momentanées peut être différente de zéro. Le schéma des phaseurs est une étoile
dissymétrique. La somme vectorielle des trois phaseurs ne forme pas nécessairement un
triangle fermé (somme différente de zéro).
Cependant, il est toujours possible de remplacer les trois variables déséquilibrées originales
par la combinaison des trois composantes symétriques suivantes:
– une composante directe ayant un ensemble ordinaire entièrement symétrique de
tensions ou de courants triphasés;
– une composante inverse ayant un autre ensemble symétrique, mais en sens opposé;
– une composante homopolaire ayant la même valeur dans les trois phases sans rotation
des phases.
Les deux premières composantes ont chacune une somme égale à zéro à chaque instant. La
troisième composante représente le résiduel, la somme différente de zéro des variables
originales et apparaît avec un tiers de celle-ci dans chaque phase.
L'avantage de la méthode des composantes symétriques pour le calcul des tensions et des
courants est que le réseau original de trois équations couplées avec trois inconnues est
remplacé par trois équations monophasées distinctes à une inconnue, une pour chaque
composante. Chaque équation utilise les paramètres d'impédance ou d'admittance en rapport
avec la composante correspondante.
Les solutions des équations pour les composantes symétriques distinctes sont alors
superposées en commençant par la dernière, phase par phase, pour obtenir les courants des
phases et les tensions simples du réseau réel.
Les algorithmes de transformation des grandeurs de phases originales en composantes
symétriques et inversement se trouvent dans les manuels qui traitent de cette méthode.
4.1.2 Aspects pratiques
Les propriétés des composantes ont les conséquences pratiques suivantes en ce qui concerne
les courants et les tensions.
– Les trois courants de ligne d'un réseau sans retour à la terre ou conducteur de neutre ont
une somme égale à zéro. Leur transformation en composantes symétriques contient les
composantes directe et inverse mais aucune composante homopolaire.
Les courants allant d'un réseau à un enroulement à couplage triangle possèdent cette
propriété.
– 28 – 60076-8  CEI:1997
– Par un courant de neutre à la terre ou par l'intermédiaire d'un conducteur de neutre
(quatrième fil), le système des courants de phase peut comporter une composante
homopolaire. C'est une condition normale dans les réseaux de distribution à quatre fils avec
des charges monophasées appliquées entre phase et neutre. Les circuits de transmission
haute tension ne transportent pas normalement un courant de charge de neutre
intentionnel. Dans la mesure où cette charge déséquilibrée existe, elle a plutôt la
caractéristique d’une charge entre deux phases, ce qui entraîne une composante inverse
mais pas une composante homopolaire.
– Une composante homopolaire est définie comme existant dans la phase et avec la même
amplitude dans les trois phases. Une composante homopolaire de courant représente, en
conséquence, précisément un tiers du courant de neutre.
– La somme de l'ensemble des tensions composées traversant un enroulement en triangle
est égale à zéro à cause de la connexion fermée, et ne contient donc pas de composante
de tension homopolaire. Néanmoins, à l'intérieur de l'enroulement à couplage triangle, il
peut y avoir circulation d'un courant homopolaire, un courant de circulation de court-circuit
dans le triangle, qui est induit à partir d'un autre enroulement (voir 4.5).
4.2
Paramètres d'impédance des composantes symétriques
Les paramètres d'impédance (ou d'admittance) des différents éléments du réseau peuvent être
différents pour les trois composantes. En pratique, tout élément statique, tel un transformateur
et une bobine d'inductance, comporte des paramètres d'impédance égaux pour la séquence
directe et la séquence inverse. Pour un transformateur, ils sont pris comme des valeurs
mesurées pendant les essais individuels.
Les paramètres homopolaires d'un transformateur, cependant, sont différents. Il peut être
possible que des transformateurs ayant des valeurs égales d’impédance directe aient des
caractéristiques homopolaires inégales dépendant du type de circuit magnétique, des
connexions et de la position des différents enroulements, des chemins de guidage des flux de
fuite, etc.
Dans quelques cas, l'impédance homopolaire sera non linéaire. Cela est décrit par référence
aux caractéristiques physiques du transformateur dans les cas suivants. Ils fournissent
quelques estimations quantitatives à titre de recommandation générale. Si des certitudes plus
précises sur un transformateur spécifique sont requises, des mesures de ses caractéristiques
homopolaires peuvent être conduites en essai spécial, sur demande (voir 10.7 de la
CEI 60076-1).
4.3 Schéma équivalent unifilaire du transformateur pour les phénomènes homopolaires
Les notions fondamentales de la méthode des composantes symétriques sont soulignées en
4.1, 4.1.1, 4.1.2 et 4.2. Il a été expliqué que l'analyse des phénomènes déséquilibrés, linéaires
et sinusoïdaux est traitée sous la forme d'équations monophasées simultanées, dont une pour
chaque composante. Pour la composante directe et la composante inverse, le transformateur
est représenté avec ses impédances normales à vide et en court-circuit, mais pour la
composante homopolaire le schéma est parfois différent et dépend de la conception. Ce
paragraphe donne des informations quantitatives sur les grandeurs homopolaires.

– 30 – 60076-8  CEI:1997
Z Z
A B
III
Z
C
IEC  1126/97
Figure 8 – Schéma homopolaire d'un transformateur à deux enroulements
La schéma équivalent d'un transformateur triphasé à deux enroulements pour les composantes
homopolaires est composé d'une impédance série et d'une branche en dérivation. Dans la
figure 8, la somme des deux éléments d'impédance série Z et Z est égale à l'impédance
A B
normale de court-circuit pour le courant direct. La subdivision entre les deux éléments est
arbitraire et peut être prise égale à zéro.
Z est une impédance magnétisante dont la valeur dépend de la conception du circuit
m
magnétique. Un circuit magnétique triphasé à cinq colonnes ou de type cuirassé présente une
impédance magnétisante très grande pour une tension homopolaire (voir 4.4).
D'autre part, un circuit à trois noyaux possède une impédance magnétisante modérée pour une
tension homopolaire. Cette impédance est non linéaire avec l'amplitude du courant ou de la
tension et varie d'une conception à une autre. Le flux de fuite de culasse (voir 4.4) induit un
flux de courants de Foucault autour de la cuve toute entière. Il existe donc une différence entre
les transformateurs comportant des cuves en fines tôles d'acier ondulé et ceux comportant des
cuves en tôle plate. Pour des tôles de construction de cuve de transformateur de qualité
chaudière, l'impédance homopolaire relative est en général de l'ordre de 0,25 à 1,0 quand le
courant de neutre 3 x est égal au courant assigné de l'enroulement. La variation générale de
I
l'impédance avec le courant est décrite à la figure 9.
Pour un transformateur neuf, le fabricant procédera sur demande à la mesure de l'impédance
homopolaire (voir 10.1.3 et 10.7 de la CEI 60076-1).
Z
100 %
(3 x I )II
r
0 0,5 1,0 1,5
IEC  1127/97
Figure 9 – Variation en fonction du courant de l'impédance magnétisante homopolaire
d'un transformateur à trois colonnes sans enroulement à couplage en triangle

– 32 – 60076-8  CEI:1997
Pour les cas particuliers de couplage de transformateurs, les conséquences sont décrites en
4.3.1 et en 4.3.2.
4.3.1 Transformateur YNyn sans enroulement supplémentaire à couplage en triangle
Lorsque les deux neutres d'enroulement sont connectés sur des réseaux effectivement mis à
la terre, le courant homopolaire peut être transmis entre les réseaux, rencontrant une faible
impédance dans le transformateur. Les impédances des réseaux ne sont pas, dans ce cas,
plus grandes que l'impédance série du transformateur. Avec un circuit magnétique à trois
colonnes, l'impédance magnétisante modérée n'est pas négligeable. Elle diminue l'impédance
traversante du transformateur d'environ 90 % à 95 % par rapport à l'impédance directe de
court-circuit. Avec un circuit magnétique à cinq colonnes ou de type cuirassé, une telle
réduction ne se produit pas.
Si le réseau de l'enroulement opposé n'accepte pas le courant homopolaire, l'impédance
d'entrée de l'un ou l'autre des enroulements est l'impédance magnétisante, qui dépend de la
conception du circuit magnétique comme précisé plus haut.
Si le neutre du réseau de l'enroulement opposé est mis à la terre par l'intermédiaire d'un
élément d'impédance
Z , cela est représenté dans le schéma homopolaire avec une
n
impédance série supplémentaire égale à 3Z (voir figure 10).
n
Z Z 3 Z
A B n
III
Z
m
IEC  1128/97
Figure 10 – Transformateur YNyn avec impédance de mise à la terre du neutre –
représentation homopolaire
4.3.2 Transformateur YNynd ou YNyn + d
Il s'agit d'une combinaison à trois enroulements. Il y a une configuration en étoile des éléments
de l'impédance série en combinaison avec l'impédance magnétisante en représentation
homopolaire. Dans la figure 11, Z + Z représente l'impédance de court-circuit entre
A C
l'enroulement A et le troisième enroulement C à couplage triangle dans lequel le courant
homopolaire peut circuler (voir 4.5). Cette impédance est l’impédance d'entrée pour le courant
homopolaire part
...

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
60076-8
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1997-10
Transformateurs de puissance –
Guide d'application
Power transformers –
Application guide
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60076-8:1997
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Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
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indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication
publication de base incorporant l’amendement 1, et la incorporating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
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constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
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reconfirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
le Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à ces révisions, à l'établis- Information on the revision work, the issue of revised
sement des éditions révisées et aux amendements editions and amendments may be obtained from
peuvent être obtenus auprès des Comités nationaux de IEC National Committees and from the following
la CEI et dans les documents ci-dessous: IEC sources:
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
Accès en ligne* On-line access*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Accès en ligne)* (On-line access)*
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
symbols for use on equipment. Index, survey and
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
Publications de la CEI établies par IEC publications prepared by the same
le même comité d'études technical committee
L'attention du lecteur est attirée sur les listes figurant The attention of readers is drawn to the end pages of
à la fin de cette publication, qui énumèrent les this publication which list the IEC publications issued
publications de la CEI préparées par le comité by the technical committee which has prepared the
d'études qui a établi la présente publication. present publication.
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NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
60076-8
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1997-10
Transformateurs de puissance –
Guide d'application
Power transformers –
Application guide
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utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun any form or by any means, electronic or mechanical,
procédé, électronique ou mécanique, y compris la photo- including photocopying and microfilm, without permission in
copie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
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Commission Electrotechnique Internationale
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– 2 – 60076-8  CEI:1997
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
Articles
1 Généralités. 6
2 Propriétés caractéristiques des différentes combinaisons d'enroulements triphasés
et conceptions des circuits magnétiques . 8
3 Propriétés caractéristiques et application aux autotransformateurs. 16
4 Propriétés homopolaires – courant de charge du neutre et conditions de défaut
à la terre, saturation magnétique et courant d'enclenchement . 24
5 Calcul des courants de court-circuit pour les transformateurs triphasés à trois
enroulements (transformateurs à enroulements séparés et autotransformateurs)
dont les point neutres sont reliés à la terre. 50
6 Marche en parallèle des transformateurs dans les réseaux triphasés . 80
7 Calcul de la chute de tension pour une charge spécifiée, pertes dues à la charge
d'un transformateur à trois enroulements . 92
8 Spécification des grandeurs assignées et des grandeurs de prises. 124
9 Application en convertisseur des transformateurs normaux . 146
10 Guide pour la mesure des pertes des transformateurs de puissance . 150
Annexe A – Relations fondamentales pour les défauts à la terre monophasé et biphasé. 164

60076-8  IEC:1997 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
Clause
1 General . 7
2 Characteristic properties of different three-phase winding combinations and
magnetic circuit designs . 9
3 Characteristic properties and application of auto-connected transformers. 17
4 Zero-sequence properties – neutral load current and earth fault conditions,
magnetic saturation and inrush current . 25
5 Calculation of short-circuit currents in three-winding, three-phase transformers
(separate winding transformers and auto-connected transformers)
with earthed neutrals . 51
6 Parallel operation of transformers in three-phase systems. 81
7 Calculation of voltage drop for a specified load, three-winding transformer load loss . 93
8 Specification of rated quantities and tapping quantities . 125
9 Convertor applications with standard transformers . 147
10 Guide to the measurement of losses in power transformers. 151
Annex A – Basic relations for single-phase and two-phase earth faults. 165

– 4 – 60076-8  CEI:1997
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
_________
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
GUIDE D'APPLICATION
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60076-8 a été établie par le comité d'études 14 de la CEI:
Transformateurs de puissance.
Cette première édition de la CEI 60076-8 annule et remplace la CEI 60606 publiée en 1978.
Cette édition constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
14/260/FDIS 14/297/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
La CEI 60076 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général:
Transformateurs de puissance.
Partie 1: 1993, Généralités
Partie 2: 1993, Echauffement
Partie 3: 1980, Niveaux d'isolement et essais diélectriques
Partie 5: 1976, Tenue au court-circuit
Partie 8: 1997, Guide d'application
L'annexe A est donnée uniquement à titre d'information.

60076-8  IEC:1997 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
_________
POWER TRANSFORMERS –
APPLICATION GUIDE
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60076-8 has been prepared by IEC technical committee 14: Power
transformers.
This first edition of IEC 60076-8 cancels and replaces IEC 60606 published in 1978. This
edition constitutes a technical revision.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
14/260/FDIS 14/297/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
IEC 60076 consists of the following parts, under the general title: Power transformers.
Part 1: 1993, General
Part 2: 1993, Temperature rise
Part 3: 1980, Insulation levels and dielectric tests
Part 5: 1976, Ability to withstand short circuit
Part 8: 1997, Application guide
Annex A is for information only.

– 6 – 60076-8  CEI:1997
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
GUIDE D'APPLICATION
1 Généralités
1.1 Domaine d'application et objet
Cette norme s'applique aux transformateurs de puissance conformes à la série de normes
CEI 60076.
Son but est d'informer les utilisateurs sur
– certaines caractéristiques fondamentales de fonctionnement des différents modes de
couplage et des conceptions des circuits magnétiques avec une référence particulière au
phénomène homopolaire;
– les courants de défaut des réseaux dans les transformateurs avec couplage YNynd et
similaires;
– la marche en parallèle des transformateurs, le calcul de la chute ou de l’augmentation de
tension due à la charge et le calcul des pertes dues à la charge pour les combinaisons de
charge à trois enroulements;
– la sélection des grandeurs assignées et des grandeurs de prises au moment de l'achat,
en se basant sur les conditions prévisionnelles;
– l'application des transformateurs normaux à la charge par convertisseur;
– les techniques de mesure et de précision lors de la mesure des pertes.
Une partie de ces informations est de nature générale et est applicable à tous les
transformateurs de puissance quelle que soit leur taille. D'autres chapitres traitent, cependant,
des aspects du problème ne concernant que la spécification et l'utilisation des grandes unités à
haute tension.
Les recommandations ne sont pas obligatoires et ne constituent pas en elles-mêmes des
prescriptions de spécification.
Les informations relatives à la capacité de charge des transformateurs de puissance sont
précisées dans la CEI 60354 pour les transformateurs immergés dans l'huile, et dans la
CEI 60905 pour les transformateurs du type sec.
Des recommandations pour l'exécution des essais de choc sur les transformateurs de
puissance sont fournies dans la CEI 60722.
1.2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le
registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050(421):1990, Vocabulaire électrotechnique international (VEI) – Chapitre 421:
Transformateurs de puissance et bobines d’inductance
CEI 60076, Transformateurs de puissance
CEI 60076-1:1993, Transformateurs de puissance – Partie 1: Généralités

60076-8  IEC:1997 – 7 –
POWER TRANSFORMERS –
APPLICATION GUIDE
1 General
1.1 Scope and object
This Standard applies to power transformers complying with the series of publications
IEC 60076.
It is intended to provide information to users about:
– certain fundamental service characteristics of different transformer connections and
magnetic circuit designs, with particular reference to zero-sequence phenomena;
– system fault currents in transformers with YNynd and similar connections;
– parallel operation of transformers, calculation of voltage drop or rise under load, and
calculation of load loss for three-winding load combinations;
– selection of rated quantities and tapping quantities at the time of purchase, based on
prospective loading cases;
– application of transformers of conventional design to convertor loading;
– measuring technique and accuracy in loss measurement.
Part of the information is of a general nature and applicable to all sizes of power transformers.
Several chapters, however, deal with aspects and problems which are of the interest only for
the specification and utilization of large high-voltage units.
The recommendations are not mandatory and do not in themselves constitute specification
requirements.
Information concerning loadability of power transformers is given in IEC 60354, for oil-
immersed transformers, and IEC 60905, for dry-type transformers.
Guidance for impulse testing of power transformers is given in IEC 60722.
1.2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this International Standard. At the time of publication, the editions
indicated were valid. All normative documents are subject to revision, and parties to
agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent edition of the normative documents indicated below. Members of
IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60050(421):1990, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 421: Power
transformers and reactors
IEC 60076: Power transformers
IEC 60076-1:1993, Power transformers – Part 1: General

– 8 – 60076-8  CEI:1997
CEI 60076-3:1980, Transformateurs de puissance – Partie 3: Niveaux d’isolement et essais
diélectriques
CEI 60289:1988, Bobines d’inductance
CEI 60354:1991, Guide de charge pour transformateurs de puissance immergés dans l'huile
CEI 60722:1982, Guide pour les essais au choc de foudre et au choc de manoeuvre des
transformateurs de puissance et des bobines d’inductance
CEI 60905:1987, Guide de charge pour transformateurs de puissance du type sec
CEI 60909:1988, Calcul des courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant alternatif
CEI 60909-1:1991, Calcul des courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant
alternatif – Partie 1: Facteurs pour le calcul des courants de court-circuit dans les réseaux
alternatifs triphasés conformément à la CEI 60909 (1988)
CEI 60909-2:1992, Matériel électrique – Données pour le calcul des courants de court-circuit
conformément à la CEI 60909 (1988)
CEI 61378-1:1997, Transformateurs de conversion – Partie 1: Transformateurs pour
applications industrielles
ISO 9001:1994, Systèmes qualité – Modèle pour l’assurance de la qualité en conception,
développement, production, installation et prestations associées
2 Propriétés caractéristiques des différentes combinaisons d'enroulements triphasés
et conceptions des circuits magnétiques
Ce chapitre est une vue d'ensemble du sujet. Des informations complémentaires sont fournies
à l’article 4 relatif aux propriétés homopolaires.
2.1 Enroulements avec couplage Y, D et Z
Il existe deux principaux couplages triphasés des enroulements de transformateur: le couplage
étoile (couplage Y) et le couplage triangle (couplage D). Pour des buts spécifiques, notamment
dans les transformateurs de petite puissance, un autre type de couplage appelé «couplage en
zigzag» ou «Z» est aussi utilisé. Historiquement, plusieurs autres schémas ont été utilisés
(triangle tronqué, triangle étendu, connexion en T, connexion en V, etc.). Tandis que de telles
connexions sont utilisées dans les transformateurs pour applications spéciales, elles n'existent
plus dans les réseaux de transmission de puissance et de distribution.
2.1.1 Avantages de l'enroulement à couplage Y
Ce type d’enroulement
– est plus économique pour un enroulement haute tension;
– a un point neutre disponible;
– permet la mise à la terre directe ou la mise à la terre à travers une impédance;
– permet de réduire le niveau d'isolation du neutre (isolation graduée);
– permet de loger les prises d'enroulement et les changeurs de prises à l'extrémité neutre
de chaque phase;
– permet l'application d'une charge monophasée avec courant de neutre (voir 2.2 et 4.8).

60076-8  IEC:1997 – 9 –
IEC 60076-3:1980, Power transformers – Part 3: Insulation levels and dielectric tests
IEC 60289:1988, Reactors
IEC 60354:1991, Loading guide for oil-immersed power transformers
IEC 60722:1982, Guide to the lightning impulse and switching impulse testing of power
transformers and reactors
IEC 60905:1987, Loading guide for dry-type power transformers
IEC 60909:1988, Short-circuit current calculation in three-phase a.c. systems
IEC 60909-1:1991, Short-circuit current calculation in three-phase a.c. systems – Part 1:
Factors for the calculation of short-circuit currents in three-phase a.c. systems according to
IEC 60909 (1988)
IEC 60909-2:1992, Electrical equipment – Data for short-circuit current calculations in
accordance with IEC 60909 (1988)
IEC 61378-1: 1997, Convertor transformers – Part 1: Transformers for industrial applications
ISO 9001: 1994, Quality systems – Model for quality assurance in design, development,
production, installation and servicing
2 Characteristic properties of different three-phase winding combinations
and magnetic circuit designs
This chapter is an overview of the subject. Additional information is given in clause 4 on zero-
sequence properties.
2.1 Y-, D-, and Z-connected windings
There are two principal three-phase connections of transformer windings: star (Y-connection)
and delta (D-connection). For special purposes, particularly in small power transformers,
another connection named zigzag or Z is also used. Historically, several other schemes have
been in use (such as "truncated delta", "extended delta", "T-connection", "V-connection", etc.).
While such connections are used in transformers for special applications, they no longer
appear in common power transmission systems.
2.1.1 Advantages of a Y-connected winding
This type of winding:
– is more economical for a high-voltage winding;
– has a neutral point available;
– permits direct earthing or earthing through an impedance;
– permits reduced insulation level of the neutral (graded insulation);
– permits the winding taps and tapchanger to be located at the neutral end of each phase;
– permits single-phase loading with neutral current (see 2.2 and 4.8).

– 10 – 60076-8  CEI:1997
2.1.2 Avantages de l’enroulement à couplage D
Ce type d’enroulement
– est plus économique pour un enroulement à courant fort et à basse tension;
– combiné avec un enroulement à couplage étoile, réduit l'impédance homopolaire dans
cet enroulement.
2.1.3 Avantages de l'enroulement à couplage Z
Ce type d’enroulement
– peut recevoir une charge de courant de neutre avec une basse impédance homopolaire
inhérente. (Il est utilisé dans les transformateurs de mise à la terre pour créer une borne
neutre artificielle d'un réseau);
– réduit le déséquilibre de tension dans les réseaux où la charge n'est pas répartie
également entre les phases.
2.2 Propriétés caractéristiques des combinaisons de couplages d'enroulements
La notation des couplages des enroulements de transformateur suit les conventions de la
CEI 60076-1, article 6.
Ce paragraphe est un résumé du comportement au courant de neutre des différentes
combinaisons d'enroulement. On fait référence à de telles conditions comme ayant des
«composantes homopolaires» de courant et de tension. Les articles 4 et 5 traitent de ce concept.
Ces énoncés sont également valables pour les bancs triphasés de transformateurs
monophasés couplés ensemble extérieurement.
2.2.1 YNyn et YNauto
Le courant homopolaire peut circuler entre les enroulements avec ampères-tours équilibrés,
rencontrant une faible impédance de court-circuit dans le transformateur. Les transformateurs
de réseaux dotés de telles connexions peuvent en outre être équipés d'un enroulement de
stabilisation à couplage triangle (voir 4.7.2 et 4.8).
2.2.2 YNy et Yyn
Le courant homopolaire dans l'enroulement avec neutre mis à la terre n'a pas d'ampères-tours
équilibrés dans l'enroulement opposé, dans lequel le neutre n'est pas mis à la terre. Il constitue
donc un courant magnétisant pour le circuit magnétique et est contrôlé par une impédance
magnétisante homopolaire. L'impédance est forte ou très forte, selon la conception du circuit
magnétique (voir 2.3). La symétrie des tensions entre phase et neutre sera affectée et il peut
exister des limitations du courant homopolaire permis provoquées par l'échauffement du flux
de fuite parasite (voir 4.8).
2.2.3 YNd, Dyn, YNyd (tertiaire avec capacité de charge) ou YNy + d
(enroulement de stabilisation en triangle sans capacité de charge)
Le courant homopolaire de l'enroulement en étoile avec neutre mis à la terre provoque un
courant de circulation de compensation dans l'enroulement triangle. L'impédance est faible,
approximativement égale à l'impédance directe de court-circuit entre les enroulements.
S'il existe deux enroulements en étoile avec neutres mis à la terre (y compris le cas de
l'autotransformateur avec neutre commun), on trouve un cas d'application d'une charge à trois
enroulements pour un courant homopolaire. Cette situation est traitée en 4.3.2 et en 4.7.2 et
dans l’article 5.
60076-8  IEC:1997 – 11 –
2.1.2 Advantages of a D-connected winding
This type of winding:
– is more economical for a high-current, low-voltage winding;
– in combination with a star-connected winding, reduces the zero-sequence impedance in
that winding.
2.1.3 Advantages of a Z-connected winding
This type of winding:
– permits neutral current loading with inherently low zero-sequence impedance. (It is used
for earthing transformers to create an artificial neutral terminal of a system);
– reduces voltage unbalance in systems where the load is not equally distributed between
the phases.
2.2 Characteristic properties of combinations of winding connections
The notation of winding connections for the whole transformer follows the conventions in
IEC 60076-1, clause 6.
This subclause is a summary of the neutral current behaviour in different winding
combinations. Such conditions are referred to as having "zero-sequence components" of
current and voltage. This concept is dealt with further in clauses 4 and 5.
The statements are also valid for three-phase banks of single-phase transformers connected
together externally.
2.2.1 YNyn and YNauto
Zero-sequence current may be transformed between the windings under ampere-turn balance,
meeting low short-circuit impedance in the transformer. System transformers with such
connections may in addition be provided with delta equalizer winding (see 4.7.2 and 4.8).
2.2.2 YNy and Yyn
Zero-sequence current in the winding with earthed neutral does not have balancing ampere-
turns in the opposite winding, where the neutral is not connected to earth. It therefore
constitutes a magnetizing current for the iron core and is controlled by a zero-sequence
magnetizing impedance. This impedance is high or very high, depending on the design of the
magnetic circuit (see 2.3). The symmetry of the phase-to-neutral voltages will be affected and
there may be limitations for the allowable zero-sequence current caused by stray-flux heating
(see 4.8).
2.2.3 YNd, Dyn, YNyd (loadable tertiary) or YNy + d (non-loadable delta equalizer winding)
Zero-sequence current in the star winding with earthed neutral causes compensating
circulating current to flow in the delta winding. The impedance is low, approximately equal to
the positive-sequence short-circuit impedance between the windings.
If there are two star windings with earthed neutrals (including the case of auto-connection with
common neutral), there is a three-winding loading case for zero-sequence current. This is dealt
with in 4.3.2 and 4.7.2, and in clause 5.

– 12 – 60076-8  CEI:1997
2.2.4 Yzn ou ZNy
Le courant homopolaire dans l'enroulement en zigzag produit un équilibre d'ampères-tours
inhérent entre les deux moitiés de l'enroulement sur chaque noyau et fournit une faible
impédance de court-circuit.
2.2.5 Bancs triphasés de grandes unités monophasées – utilisation d'un enroulement
tertiaire à couplage triangle
Dans certains pays, les transformateurs pour l'interconnexion des réseaux haute tension sont
en général construits en bancs d'unités monophasées. Le coût, la masse et les pertes d'un tel
banc sont supérieurs à ceux d'un transformateur triphasé correspondant (dans la mesure où il
peut être réalisé). L'avantage du concept du banc est le coût relativement faible d'une
quatrième unité de secours pouvant servir de réserve stratégique. Il se peut aussi que l'unité
triphasée correspondante dépasse la limite de la masse d'expédition.
Les trois transformateurs monophasés apportent des circuits magnétiques indépendants,
représentant une impédance très magnétisante pour une composante homopolaire de tension.
Il peut être nécessaire de prévoir un enroulement de stabilisation en triangle dans le banc ou
encore d’avoir une puissance auxiliaire à relativement basse tension provenant d'un
enroulement tertiaire. Cela peut être réalisé par une connexion extérieure barre omnibus entre
unités de la station. La connexion externe représente un risque supplémentaire de défaut à la
terre ou de court-circuit sur l'enroulement tertiaire combiné du banc.
2.3 Différentes conceptions de circuits magnétiques
La conception du circuit magnétique la plus fréquente pour un transformateur triphasé est le
circuit magnétique à trois colonnes (voir figure 1). Trois colonnes verticales parallèles sont
reliées sur les parties inférieure et supérieure par des culasses horizontales.
IEC  1119/97
Figure 1 – Circuit magnétique à trois colonnes
Le circuit magnétique à cinq colonnes (voir figure 2) comporte trois colonnes bobinées et deux
colonnes latérales non bobinées de section droite moins importante. Les culasses raccordant
les cinq colonnes comportent aussi une section droite réduite si on la compare aux colonnes
bobinées.
60076-8  IEC:1997 – 13 –
2.2.4 Yzn or ZNy
Zero-sequence current in the zigzag winding produces an inherent ampere-turn balance
between the two halves of the winding on each limb, and provides a low short-circuit
impedance.
2.2.5 Three-phase banks of large single-phase units – use of delta connected tertiary windings
In some countries, transformers for high-voltage system interconnection are traditionally made
as banks of single-phase units. The cost, mass, and loss of such a bank is larger than for a
corresponding three-phase transformer (as long as it can be made). The advantage of the bank
concept is the relatively low cost of providing a spare fourth unit as a strategic reserve. It may
also be that a corresponding three-phase unit would exceed the transport mass limitation.
The three single-phase transformers provide independent magnetic circuits, representing high
magnetizing impedance for a zero-sequence voltage component.
It may be necessary to provide a delta equalizer winding function in the bank, or there may be
a need for auxiliary power at relatively low-voltage from a tertiary winding. This can be
achieved by external busbar connection from unit to unit in the station. The external connection
represents an additional risk of earth fault or short circuit on the combined tertiary winding of
the bank.
2.3 Different magnetic circuit designs
The most common magnetic circuit design for a three-phase transformer is the three-limb core-
form (see figure 1). Three parallel, vertical limbs are connected at the top and bottom by
horizontal yokes.
IEC  1119/97
Figure 1 – Three-limb, core-form magnetic circuit
The five-limb, core-form magnetic circuit (see figure 2) has three limbs with windings and two
unwound side limbs of lesser cross-section. The yokes connecting all five limbs also have a
reduced cross-section in comparison with the wound limbs.

– 14 – 60076-8  CEI:1997
IEC  1120/97
Figure 2 – Circuit magnétique à cinq colonnes
La conception conventionnelle cuirassée triphasée (voir figure 3) est formée d'un cadre doté de
trois noyaux bobinés horizontaux et disposant d'une ligne centrale commune. Les noyaux en tôles
magnétiques à l'intérieur des enroulements ont une section droite essentiellement rectangulaire
et les parties adjacentes du circuit magnétique entourent les enroulements comme une cuirasse.
IEC  1121/97
Figure 3 – Circuit magnétique cuirassé triphasé conventionnel
Un nouveau circuit magnétique triphasé cuirassé est le circuit à sept colonnes, dans lequel les
noyaux bobinés sont orientés de manière différente (voir figure 4).
IEC  1122/97
Figure 4 – Circuit magnétique cuirassé triphasé à sept branches

60076-8  IEC:1997 – 15 –
IEC  1120/97
Figure 2 – Five-limb, core-form magnetic circuit
The conventional shell-form three-phase design has a frame with the three wound limbs
horizontal and having a common centre line (see figure 3). The core-steel limbs inside the
windings have an essentially rectangular cross-section and the adjoining parts of the magnetic
circuit surround the windings like a shell.
IEC  1121/97
Figure 3 – Three-phase conventional shell-form magnetic circuit
A new three-phase shell-form magnetic circuit is the seven-limb core, in which the wound limbs
are oriented in a different way (see figure 4).
IEC  1122/97
Figure 4 – Three-phase seven-limb shell-form magnetic circuit

– 16 – 60076-8  CEI:1997
La principale différence entre ces conceptions qui doit être traitée ici réside dans leur
comportement lorsqu'elles sont soumises à un ensemble de tensions triphasées déséquilibrées
ayant une somme non nulle, c’est-à-dire ayant une composante homopolaire.
Cette condition peut aussi être décrite en commençant par le courant homopolaire sans
équilibrage des ampères-tours dans tous les autres enroulements. Un tel courant apparaît
comme un courant magnétisant pour le circuit magnétique et est contrôlé par l'impédance
magnétisante à travers laquelle une chute de tension homopolaire se développe.
Les types habituels de circuits magnétiques se comportent comme indiqué ci-dessous.
2.3.1 Circuit magnétique à trois colonnes
Dans le transformateur à circuit magnétique à trois colonnes, les composantes de flux directe
et inverse dans les noyaux bobinés (qui ont chacune une somme nulle à chaque instant)
s'annulent via les culasses, mais le flux résiduel homopolaire doit trouver un chemin de retour
en dehors des enroulements de culasse à culasse. Ce flux «fuite de culasse» externe voit une
grande valeur de réluctance, et, pour une quantité de flux (une tension homopolaire appliquée
donnée), une force magnétomotrice considérable (courant hautement magnétisant) est
nécessaire. En termes de circuit électrique, le phénomène représente donc une impédance
(magnétisante) homopolaire relativement faible. Cette impédance varie de façon non linéaire
avec l'amplitude de la composante homopolaire.
Réciproquement, le courant homopolaire non compensé constitue un courant magnétisant qui
est contrôlé par une impédance magnétisante homopolaire. Le résultat est une dissymétrie
superposée de tensions phase-neutre, la composante homopolaire de tension.
Le flux de fuite de culasse homopolaire induit des courants de Foucault et de circulation dans
le dispositif de serrage et dans la cuve, entraînant des pertes parasites supplémentaires dans
ces constituants. Dans les enroulements, une augmentation des pertes par courants de
Foucault provoquée par le flux anormalement parasité peut également se produire. Il existe
des limitations dans l'amplitude permise du courant de neutre en service en longue période. Ce
problème est évoqué en 4.8.
2.3.2 Circuit magnétique à cinq colonnes ou circuit magnétique cuirassé
Dans un transformateur à cinq colonnes ou dans un transformateur cuirassé, des chemins de
retour existent pour le flux homopolaire par l'intermédiaire des parties non bobinées du circuit
magnétique (jambes de retour de flux du circuit magnétique à cinq colonnes, parties
extérieures du cadre de la cuirasse, et pour les circuits magnétiques cuirassés à sept
branches, les deux branches non bobinées entre jambes bobinées). Le flux homopolaire voit
une faible réluctance magnétisante équivalente à une impédance fortement magnétisante
similaire à celle d'une tension directe normale. Cela s'applique jusqu'à une certaine limite où
les parties non bobinées du circuit magnétique atteignent la saturation. De plus, l'inductance
chute, donnant lieu à un courant déformé en pointe.
Un banc triphasé de transformateurs monophasés réagit de la même manière. Les circuits
magnétiques sont séparés et indépendants quelle que soit la tension de service appliquée.
A cause du phénomène décrit ci-dessus, il est habituel d'équiper de tels transformateurs ou
bancs de transformateurs d'enroulements de stabilisation à couplage triangle (voir article 4).
3 Propriétés caractéristiques et application aux autotransformateurs
3.1 Par définition, un autotransformateur est un transformateur dont au moins deux
enroulements ont une partie commune (voir 3.1.2 de la CEI 60076-1).

60076-8  IEC:1997 – 17 –
The principal difference between the designs, to be discussed here, lies in their behaviour
when subjected to an asymmetrical three-phase set of voltages having a non-zero sum i.e.
having a zero-sequence component.
This condition may also be described as starting from a zero-sequence current without
balancing ampere-turns in any other winding. Such a current appears as a magnetizing current
for the magnetic circuit and is controlled by a magnetizing impedance, across which a zero-
sequence voltage drop is developed.
The usual types of magnetic circuits behave as follows.
2.3.1 Three-limb core-form magnetic circuit
In the three-limb core-form transformer, positive and negative sequence flux components in the
wound limbs (which have a zero sum at every instant) cancel out via the yokes, but the residual
zero-sequence flux has to find a return path from yoke to yoke outside the excited winding.
This external yoke leakage flux sees high reluctance and, for a given amount of flux (a given
applied zero-sequence voltage), a considerable magnetomotive force (high magnetizing
current) is required. In terms of the electrical circuit, the phenomenon therefore represents a
relatively low zero-sequence (magnetizing) impedance. This impedance varies in a non-linear
way with the magnitude of the zero-sequence component.
Conversely, uncompensated zero-sequence current constitutes a magnetizing current which is
controlled by the zero-sequence magnetizing impedance. The result is a superposed
asymmetry of the phase-to-neutral voltages, the zero-sequence voltage component.
The zero-sequence yoke leakage flux induces circulating and eddy currents in the clamping
structure and the tank, generating extra stray losses in these components. There could also be
increased eddy losses in the windings caused by the abnormal stray flux. There are limitations
to the magnitude of any long duration neutral current which is allowable in service. This is
considered in 4.8.
2.3.2 Five-limb core-form, or shell-form magnetic circuit
In a five-limb core-form, or a shell-form transformer, there are return paths available for the
zero-sequence flux through unwound parts of the magnetic circuit (side limbs of five-limb core,
outside parts of the shell frame plus, and for the seven-limb shell-form core, the two unwound
inter-winding limbs). The zero-sequence flux sees low magnetic reluctance equivalent to a very
high magnetizing impedance, similar to that of normal positive-sequence voltage. This applies
up to a limit, where the unwound parts of the magnetic circuit reach saturation. Above that, the
impedance falls off, resulting in peaked, distorted current.
A three-phase bank of single-phase transformers reacts similarly. The magnetic circuits are
separate and independent at any applied service voltage.
Due to the phenomena described above, it is customary to provide such transformers or
transformer banks with a delta-connected stabilizing winding (see clause 4).
3 Characteristic properties and application of auto-connected transformers
3.1 By definition, an auto-connected transformer is a transformer in which at least two
windings have a common part (see 3.1.2 of IEC 60076-1).

– 18 – 60076-8  CEI:1997
Le schéma unifilaire de la figure 5 représente un autotransformateur à deux enroulements. Le côté
haute tension du transformateur (représenté par U ,I dans la figure) est composé de l'enroulement
1 1
commun ainsi que de l'enroulement série. Le côté basse tension (U ,I ) n'est composé que de
2 2
l'enroulement commun. La haute et la basse tension sont électriquement connectées.
I
UI==U I S
11 2 2
UU− II−
12 21
= =α
I
U I
1 2
()UU−=I U(I−I)=αS
12122 1
i I
1 2
IEC  1123/97
Figure 5 – Autotransformateur, schéma unifilaire
3.2 Le facteur de réduction ou le facteur de l'autotransformateur α
Pour la même puissance traversante, l'autotransformateur est physiquement plus petit et ses
pertes sont plus faibles qu'un transformateur à enroulements séparés. Plus le rapport de
transformation est proche de l'unité, plus l’économie relative est grande. Les deux enroulements
(série et commun) représentent l'équivalent des puissances assignées ou, en d'autres termes,
l'équilibrage des ampères-tours. Les relations décrites à la figure 5 expliquent immédiatement le
facteur de réduction α de la connexion en autotransformateur. Si S est la puissance assignée des
enroulements autoconnectés, écrite sur la plaque signalétique, le transformateur est équivalent,
eu égard aux dimensions et masses physiques, à un transformateur à enroulements séparés
ayant une puissance assignée α × S. Cela se rapporte souvent à des expressions telles
...