Un transformateur en zigzag est un appareil triphasé qui produit un point de référence à la terre à partir d’une ligne électrique triphasée à trois fils. Il appartient à la catégorie des transformateurs triphasés et utilise une conception spéciale qui dérive un nouvel ensemble de vecteurs triphasés des vecteurs triphasés existants qui pilotent une connexion en étoile ou en Y. Pour décrire le transformateur zigzag triphasé, il peut être utile de regarder une simple analogie monophasée et biphasée.
Avec une ligne électrique monophasée, il ne semble pas nécessaire de dériver le point de terre car le niveau neutre est maintenu dans toutes les conditions. Lorsque le fil sous tension monophasé est défectueux ou sans défaut, le fil neutre est toujours au même potentiel. Bien que l’alimentation électrique biphasée soit rarement utilisée, son principe est un bon cas pour décrire le rôle du transformateur de mise à la terre en zigzag. Au cas où il existait, le chargeur biphasé utiliserait deux fils sous tension chacun avec un déphasage vectoriel de 180 degrés par rapport à l’autre. Si des transformateurs électriques biphasés sont envisagés, une distribution biphasée de courant alternatif de 110 volts (VAC) utiliserait deux fils sous tension de 110 VAC chacun avec 110 VAC au neutre.
Dans l’exemple ci-dessus, on considère ensuite que la ligne neutre ou de masse n’a pas été mise à disposition. Il convient de noter que le point neutre est accessible du côté du générateur où il s’agit d’une prise centrale sur la sortie de l’enroulement du générateur 110-0-110 VAC. L’enjeu est de réaliser un fil neutre en aval de la distribution. Encore une fois, la contrepartie biphasée du transformateur en zigzag aura deux enroulements avec une connexion commune au neutre, et les autres extrémités de l’enroulement seront connectées aux deux fils sous tension. Il y aura une différence de potentiel nulle entre le neutre en zigzag et la terre si la charge sur chaque phase du départ biphasé est équilibrée ; sinon, il y aura une tension non nulle sur le neutre en zigzag à la terre.
Le transformateur en zigzag, étant une connexion en étoile ou en Y, régénère une sortie triphasée en utilisant les tensions de deux phases à la fois. Lorsque toutes les combinaisons de deux phases ont été réalisées, les vecteurs triphasés résultants convergent vers un seul point neutre de référence. À l’intérieur du transformateur en zigzag se trouvent deux ensembles d’enroulements pour chaque phase – un enroulement interne et un enroulement externe – qui sont enroulés de manière opposée pour l’opposition de flux. Pour chaque noyau, l’enroulement interne est tiré de la phase suivante de la séquence. Lorsque les charges sont équilibrées sur chacune des trois phases, le point neutre du transformateur en zigzag est au même potentiel que la terre, mais lorsqu’il y a un défaut sur une phase ou un déséquilibre dans les charges de phase, il y aura une tension en le point neutre.