Qu’est-ce qu’un transformateur à sec ?
Le terme sec est lié à la méthode de refroidissement du transformateur, ce qui signifie qu’aucun liquide ou huile de refroidissement n’est utilisé. Au lieu d’utiliser de l’huile pour le refroidissement, comme dans les transformateurs remplis d’huile, les bobines sont enduites de résine et refroidies à l’air.
La chaleur du noyau de fer et des enroulements est dissipée directement par les bobines exposées à l’atmosphère, sans utilisation d’huile. Les transformateurs à sec présentent plusieurs avantages. Tout d’abord, aucun matériau de refroidissement n’est utilisé, de sorte qu’il n’y a pas de risque de remplacement ou de fuite du liquide de refroidissement.
De plus, il n’y a pas lieu de s’inquiéter des fuites d’huile ou de l’impact sur l’environnement. Ils conviennent particulièrement bien lorsque l’espace d’installation dans les bâtiments et les installations est restreint. Ils présentent toutefois certaines limites. L’efficacité du refroidissement peut être inférieure à celle des transformateurs refroidis à l’huile, et des ventilateurs ou des équipements de refroidissement peuvent être nécessaires pour les transformateurs de grande capacité. Les transformateurs à sec sont généralement plus chers que les transformateurs refroidis à l’huile.
Utilisations des transformateurs à sec
Les transformateurs à sec sont utilisés dans une grande variété de situations. Voici quelques exemples d’utilisations :
1. Installations industrielles et usines
Ils peuvent être installés dans des usines et des industries. Ces installations sont connectées au réseau électrique de la compagnie d’électricité à haute ou très haute tension. Aussi, des transformateurs sont nécessaires pour transmettre l’énergie aux équipements qui nécessitent une basse tension. Lorsque les transformateurs sont installés à l’intérieur, des transformateurs à sec peuvent être utilisés pour distribuer en toute sécurité le courant à l’équipement.
2. Locaux commerciaux
Ils sont très répandus dans les grands centres commerciaux. Ils transforment l’énergie vers des équipements tels que l’éclairage, les climatiseurs et les ascenseurs. Comme ils présentent un faible risque d’inflammation lorsqu’ils sont sous tension, ils conviennent également aux endroits où de nombreuses personnes se rassemblent.
Ils sont également compacts et légers, ce qui permet de les utiliser dans les immeubles de grande hauteur. Les transformateurs à sec conviennent aux étages supérieurs des immeubles d’habitation et de bureaux.
3. Chemins de fer
Les transformateurs à sec sont également utilisés dans les véhicules ferroviaires et les systèmes de transport. Ils sont particulièrement utiles dans les espaces clos tels que les métros, où ils offrent un niveau de sécurité élevé. Dans les véhicules ferroviaires, où l’espace d’installation est souvent restreint, les transformateurs à sec sont utilisés à la place des transformateurs à huile pour gagner de la place.
Principe des transformateurs à sec
Les transformateurs à sec, comme les autres transformateurs, sont des appareils dans lesquels la tension varie au moyen d’un noyau de fer et de bobines. Tout d’abord, deux enroulements sont préparés en enroulant une bobine autour d’un noyau de fer. Ensuite, une tension est appliquée à l’un des côtés et un courant le traverse.
Le principe de l’induction électromagnétique se traduit alors par une tension sur l’autre face. Le transformateur peut ajuster cette tension en fonction du nombre d’enroulements.
La chaleur générée lors de la modification de la tension doit être dissipée à l’extérieur. Les transformateurs remplis d’huile dissipent la chaleur au moyen d’huile et d’ailettes de refroidissement, tandis que les transformateurs à sec sont refroidis par air.
Comment choisir un transformateur à sec
Pour choisir un transformateur à sec, il faut tenir compte de la capacité requise, de la tension et de l’environnement de fonctionnement.
1. Capacité requise
La capacité du transformateur est choisie en fonction de la charge à utiliser. En général, un fonctionnement efficace est possible si la puissance moyenne utilisée peut être satisfaite avec une capacité de transformateur d’environ 60 %. Toutefois, la capacité doit être choisie au-dessus de la puissance maximale utilisée et du courant d’appel des charges importantes.
2. Tension
La tension doit être choisie respectivement pour le côté haute tension et le côté basse tension. Pour les transformateurs à haute tension, la tension domestique du côté haute tension est généralement de 6,6 kV ou 3,3 kV. Le côté basse tension doit être sélectionné en fonction de la charge, les systèmes 400 V ou 200 V étant choisis pour les charges triphasées au Japon.
3. Environnement d’exploitation
L’emplacement du transformateur et l’environnement d’exploitation doivent également être pris en compte. Il est important de vérifier s’il existe des conditions environnementales particulières (humidité, température, vibrations, etc.) et de choisir un transformateur ayant une durabilité et une protection adéquates.
Autres informations sur les transformateurs à sec
Différences entre les transformateurs à sec et les transformateurs moulés
Les transformateurs moulés sont des transformateurs qui n’utilisent pas d’huile. Les transformateurs à sec et les transformateurs moulés se distinguent par leurs méthodes de refroidissement et leurs performances en matière de protection.
Tout d’abord, la seule protection des enroulements internes d’un transformateur à sec est le vernis. Comme ils sont exposés à l’air, ils peuvent être vulnérables aux dommages physiques externes et à l’humidité. Des mesures de protection appropriées sont donc nécessaires.
Les transformateurs moulés, quant à eux, sont refroidis par une structure dans laquelle les enroulements internes sont solidifiés avec un matériau isolant tel que la résine époxy. Le matériau isolant agit également comme un réfrigérant, dissipant efficacement la chaleur.
Les transformateurs à sec et les transformateurs moulés sont généralement tous deux utilisés dans la gamme des petites et moyennes capacités. Toutefois, les transformateurs à sec peuvent nécessiter des ventilateurs et des équipements de refroidissement, ce qui peut facilement augmenter les coûts de fabrication. Les transformateurs moulés, en revanche, sont fabriqués à un coût relativement faible par rapport aux transformateurs à sec.