Différence entre les transformateurs immergés dans l'huile et les transformateurs secs

La principale différence entretransformateurs immergés dans l'huileet les transformateurs de type sec résident dans leurs méthodes d'isolation et de dissipation de la chaleur.Transformateurs immergés dans l'huileLes transformateurs à bain d'huile utilisent l'huile pour l'isolation et le refroidissement, offrant des avantages tels qu'une capacité élevée, une forte résistance aux surcharges, un faible coût et une longue durée de vie. En revanche, les transformateurs à sec utilisent de la résine époxy ou d'autres matériaux isolants solides et fonctionnent par refroidissement à l'air, ce qui leur confère une excellente résistance au feu, une maintenance aisée, une sécurité accrue et un faible impact environnemental. Par conséquent,transformateurs immergés dans l'huilesont mieux adaptés aux environnements extérieurs et industriels exigeants, tandis que les transformateurs de type sec sont plus appropriés aux lieux intérieurs densément peuplés tels que les centres commerciaux, les hôpitaux, les écoles et les centres de données.

Quel est le rôle d'un transformateur de distribution ?

Le transformateur de distribution est un élément essentiel du système de distribution électrique. Il est principalement chargé d'abaisser la tension de 10 kV du réseau électrique à haute tension (380 V/220 V), assurant ainsi une alimentation électrique stable aux usines, aux bâtiments commerciaux, aux complexes résidentiels et à divers équipements électriques.

Les capacités nominales courantes comprennent :

• 50 kVA

• 100 kVA

• 200 kVA

• 400 kVA

• 630 kVA

• 800 kVA

• 1000 kVA

• 1250 kVA

• 1600 kVA

• 2000 kVA

Le choix de la capacité du transformateur a un impact direct sur la stabilité de l'alimentation électrique, les coûts d'investissement et l'efficacité opérationnelle à long terme.

Qu'est-ce qu'un transformateur immergé dans l'huile ?

Transformateurs immergés dans l'huilesont actuellement le type de transformateur de distribution le plus répandu au monde ; leurs noyaux et leurs enroulements fonctionnent lorsqu'ils sont immergés dans l'huile de transformateur.

L'huile pour transformateurs remplit deux fonctions essentielles :

• isolation électrique

• Dissipation de chaleur

Par conséquent, les transformateurs immergés dans l'huile offrent une excellente dissipation de chaleur et une capacité de charge élevée.

Composants clés d'un transformateur immergé dans l'huile

Les principaux éléments structurels comprennent :

• Cœur

• Enroulements haute et basse tension

• huile de transformateur

• Réservoir

• Radiateur

• vase d'expansion

• Relais à gaz (relais Buchholz)

• Traversées haute et basse tension

Parmi ces dispositifs, le relais à gaz est le plus important dispositif de protection de sécurité.

protection contre les gaz légers

En cas de surchauffe localisée ou de vieillissement de l'isolation à l'intérieur du transformateur, de petites quantités de gaz sont générées, déclenchant un signal d'alarme du relais à gaz.

Protection contre les gaz lourds

En cas de défauts graves, tels que des courts-circuits entre spires ou des défaillances du noyau, de grands volumes de gaz et des surtensions dans le débit d'huile sont générés, provoquant le déclenchement immédiat du relais et la coupure de l'alimentation électrique.

Avantages des transformateurs immergés dans l'huile

Coût réduit :À capacité égale, le coût d'achat est généralement de 30 % à 50 % inférieur à celui des transformateurs secs.

Forte capacité de surcharge :Capables de supporter des surcharges importantes à court terme, elles sont idéales pour la production industrielle et le démarrage de machines de grande envergure.

Excellente dissipation de la chaleur :L'huile pour transformateurs possède une conductivité thermique bien supérieure à celle de l'air, ce qui entraîne une élévation de température plus faible et un fonctionnement plus stable.

Longue durée de vie :Avec un entretien adéquat, sa durée de vie dépasse généralement 25 à 30 ans.

Forte capacité d'adaptation aux activités de plein air :Adapté à une installation et un fonctionnement extérieurs à long terme ; idéal pour les réseaux électriques ruraux, les parcs industriels et les sous-stations de type boîte.

Inconvénients des transformateurs immergés dans l'huile

Risque d'incendie

L'huile de transformateur est un fluide combustible, ce qui nécessite l'installation de dispositifs de protection contre l'incendie et de bassins de rétention d'huile d'urgence.

Exigences d'entretien importantes

Les tâches régulières comprennent :

• vérifications du niveau d'huile

• Tests de qualité de l'huile

• Filtration/purification de l'huile

• Inspections des scellés

exigences environnementales strictes

Les fuites de pétrole peuvent entraîner la contamination des sols et des eaux souterraines.

Niveaux de bruit relativement élevés

Le niveau sonore en fonctionnement se situe généralement entre 60 et 70 dB.

Qu'est-ce qu'un transformateur sec ?

Les transformateurs de type sec n'utilisent pas d'huile de transformateur ; ils utilisent plutôt des enroulements moulés en résine époxy pour l'isolation et dissipent la chaleur par refroidissement naturel à l'air ou par refroidissement à air forcé.

Du fait de l'absence d'huile comme fluide caloporteur, elles sont largement utilisées dans les systèmes d'alimentation électrique des bâtiments.

Principaux composants des transformateurs secs

Les principaux éléments comprennent :

• Noyau de fer

• Enroulements haute et basse tension

• couche d'encapsulation en résine époxy

• Ventilateurs de refroidissement

• système de contrôle intelligent de la température

• enceinte de protection

Le dispositif de contrôle de sécurité principal est le système de surveillance de la température.

Lorsque les températures augmentent avec le vent :

• 80 °C : Les ventilateurs se mettent en marche

• 90 °C : Pré-alarme déclenchée

• 130 °C : Alarme déclenchée

• 155 °C : Déclenchement automatique

Cela permet d'éviter efficacement les dommages à l'isolation.

Avantages des transformateurs secs

Excellente résistance au feu :Ne contient aucun fluide combustible à base d'huile ; aucun risque d'explosion d'huile en cas de court-circuit.

Installation flexible :Pas besoin d'installations auxiliaires telles que des bassins de rétention d'hydrocarbures ou des cloisons coupe-feu.

Maintenance simple :Aucune vidange d'huile ni analyse de la qualité de l'huile n'est requise ; l'entretien se limite au dépoussiérage périodique et à l'inspection du ventilateur.

Respectueux de l'environnement :Aucun risque de fuite d'hydrocarbures ni de pollution associée.

Faible niveau sonore en fonctionnement :Généralement environ 10 dB plus silencieux que les transformateurs immergés dans l'huile.

Inconvénients des transformateurs secs

Investissement initial plus élevé :À capacité égale, le prix est généralement 1,5 à 2 fois supérieur à celui des transformateurs immergés dans l'huile.

Capacité de surcharge plus faible :Ne convient pas aux conditions de fonctionnement impliquant des charges importantes et fréquentes ou des pics de charge.

Durée de vie légèrement plus courte :Sa durée de vie typique est de 20 à 25 ans.

Adaptabilité environnementale plus faible :Sensible à l'humidité, à la poussière et aux environnements corrosifs.

Comparaison entre les transformateurs immergés dans l'huile et les transformateurs secs

Comment choisir entre les transformateurs immergés dans l'huile et les transformateurs secs ?

Scénarios dans lesquels les transformateurs secs sont recommandés :

• centres commerciaux

• Hôpitaux

• Écoles

• Hôtels

• Immeubles de bureaux

• Stations de métro

• centres de données

• salles de distribution souterraines

Ces lieux sont généralement soumis à des exigences strictes en matière de sécurité incendie.

Scénarios dans lesquels les transformateurs immergés dans l'huile sont recommandés :

• parcs industriels

• usines de fabrication

• Mines

• réseaux électriques ruraux

• Postes de transformation de type boîte

• installations de transformateurs extérieurs

Ces projets privilégient la rentabilité, la résistance aux intempéries et la fiabilité opérationnelle à long terme.

Comment choisir la capacité d'un transformateur ?

En pratique, on peut utiliser la formule empirique suivante :

S ≈ 1,25P

Où:

• S : Capacité du transformateur (kVA)

• P : Puissance active totale (kW)

Par exemple, si une usine a une charge totale de 1000 kW :

1000 × 1,25 = 1250 kVA

Par conséquent, le choix d'un transformateur de 1250 kVA est raisonnable.

Lors de la sélection proprement dite, il est conseillé de prévoir une marge de 15 % à 25 % de capacité pour anticiper la croissance future.

Il n'existe pas de supériorité ou d'infériorité absolue entre les transformateurs immergés dans l'huile et les transformateurs secs ; ils sont plutôt adaptés à des applications différentes. Les transformateurs immergés dans l'huile restent le choix privilégié pour les réseaux de distribution électrique industriels et extérieurs grâce à leurs avantages tels que leur coût réduit, leur longue durée de vie et leur forte capacité de surcharge. À l'inverse, les transformateurs secs sont la solution de choix pour les bâtiments commerciaux et les zones densément peuplées, grâce à leur excellente résistance au feu, leur faible impact environnemental et leurs faibles besoins d'entretien.

En bref:

Les transformateurs secs sont privilégiés pour les installations intérieures, tandis que les transformateurs immergés dans l'huile sont préférés pour les installations extérieures ; les transformateurs secs sont choisis pour les zones densément peuplées, tandis que les transformateurs immergés dans l'huile sont sélectionnés pour les environnements industriels à forte consommation. Le choix du transformateur adapté aux conditions réelles d'exploitation est essentiel pour garantir une sécurité optimale, une rentabilité maximale et une efficacité opérationnelle maximale.