En tant que fournisseur de transformateurs 12 KV, on me pose souvent des questions sur les principaux composants qui composent ces équipements électriques essentiels. Dans cet article de blog, je vais approfondir les éléments clés d'un transformateur 12 KV, en expliquant leurs fonctions et leur importance dans le fonctionnement global de l'appareil.
Cœur
Le noyau est le cœur d'un transformateur. Il est généralement constitué de tôles d'acier au silicium laminées. Les tôles sont utilisées pour réduire les pertes par courants de Foucault. Les courants de Foucault sont des courants de circulation induits dans le matériau du noyau en raison du changement du champ magnétique. En utilisant de fines tôles isolées les unes des autres, le trajet de ces courants de Foucault est restreint, minimisant ainsi les pertes de puissance sous forme de chaleur.
Le noyau fournit un chemin à faible réluctance pour le flux magnétique. Lorsqu’un courant alternatif circule dans l’enroulement primaire, il crée un champ magnétique. Le noyau aide à guider ce champ magnétique afin qu'il soit relié efficacement à l'enroulement secondaire. Ce couplage magnétique est le principe fondamental du fonctionnement d’un transformateur. Pour un transformateur de 12 KV, la conception du noyau est cruciale pour garantir un transfert d'énergie efficace et pour répondre aux exigences spécifiques de tension et de puissance de l'application.
Enroulements
Un transformateur 12 KV possède au moins deux enroulements : l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire. L'enroulement primaire est connecté à la source de tension d'entrée, qui dans ce cas est une alimentation de 12 KV. L'enroulement secondaire est connecté à la charge.
Le nombre de tours dans chaque enroulement détermine le rapport de transformation de tension du transformateur. Selon l'équation du transformateur (V_p/V_s = N_p/N_s), où (V_p) et (V_s) sont respectivement les tensions primaire et secondaire, et (N_p) et (N_s) sont le nombre de spires dans les enroulements primaire et secondaire. Pour un transformateur abaisseur, le nombre de tours dans l'enroulement secondaire est inférieur à celui de l'enroulement primaire, ce qui entraîne une tension de sortie plus faible. A l'inverse, pour un transformateur élévateur, l'enroulement secondaire a plus de spires que l'enroulement primaire.
Les enroulements sont constitués de conducteurs en cuivre ou en aluminium de haute qualité. Le cuivre est préféré dans de nombreuses applications en raison de sa conductivité plus élevée, ce qui entraîne des pertes résistives plus faibles. Les conducteurs sont isolés pour éviter les courts-circuits entre les spires et entre les enroulements et le noyau. Des matériaux isolants tels que le papier, l'émail ou les polymères synthétiques sont couramment utilisés.
Système d'isolation
Le système d'isolation d'un transformateur 12 KV est de la plus haute importance. Cela évite non seulement les pannes électriques, mais garantit également la fiabilité à long terme du transformateur. Les matériaux d'isolation utilisés doivent être capables de résister aux hautes tensions et températures générées pendant le fonctionnement.
En plus de l'isolation des enroulements, il existe également une isolation entre les enroulements et le noyau, ainsi qu'entre les différentes phases d'un transformateur triphasé. Le système d’isolation est conçu pour avoir une rigidité diélectrique élevée, c’est-à-dire la capacité de résister à des tensions élevées sans se briser.
L’huile de transformateur est souvent utilisée comme agent isolant et réfrigérant. Il possède d'excellentes propriétés diélectriques et peut dissiper efficacement la chaleur générée dans les enroulements et le noyau. L'huile aide également à prévenir l'oxydation et la corrosion des composants internes. Cependant, un entretien approprié de l'huile est nécessaire, notamment des tests réguliers de teneur en humidité, de rigidité diélectrique et de présence de contaminants.
Réservoir
Le réservoir est l'enceinte extérieure du transformateur. Il est conçu pour abriter le noyau, les enroulements et l’huile isolante. Le réservoir est en acier ou en d'autres matériaux appropriés et est conçu pour être étanche.
Le réservoir sert également de barrière protectrice contre les facteurs environnementaux tels que la poussière, l’humidité et les dommages physiques. Il est généralement peint ou enduit pour éviter la corrosion. De plus, le réservoir dispose de divers raccords tels que des traversées, qui servent à faire entrer et sortir les connexions électriques du transformateur tout en maintenant une bonne isolation.
Bagues
Les traversées sont des composants essentiels qui fournissent un chemin sûr et isolé pour que les connexions électriques traversent le réservoir du transformateur. Ils sont conçus pour résister aux tensions et courants élevés associés au système 12 KV.
Il existe différents types de bagues, notamment les bagues remplies d'huile, les bagues en papier imprégné de résine et les bagues de type sec. Les traversées remplies d'huile sont couramment utilisées dans les grands transformateurs. Ils utilisent de l'huile de transformateur comme moyen isolant et sont conçus pour fournir une isolation fiable et un support mécanique aux conducteurs.
Circuit de refroidissement
Les transformateurs génèrent de la chaleur pendant leur fonctionnement en raison des pertes résistives dans les enroulements et des pertes dans le noyau. Un système de refroidissement approprié est nécessaire pour maintenir la température du transformateur dans des limites acceptables.
Il existe plusieurs types de systèmes de refroidissement pour les transformateurs 12 KV. Une méthode courante est le refroidissement huile-air naturel-naturel (ONAN). Dans ce système, la chaleur générée dans le transformateur est transférée à l’air ambiant à travers la surface du réservoir. La convection naturelle de l’huile à l’intérieur du réservoir contribue à faire circuler la chaleur vers les parois du réservoir.
Une autre méthode est le refroidissement huile-air naturel-forcé (ONAF). Dans ce système, des ventilateurs sont utilisés pour augmenter le flux d’air sur la surface du réservoir, ce qui améliore l’efficacité du refroidissement. Pour les transformateurs plus gros, des systèmes de refroidissement plus avancés tels que le refroidissement à eau forcée à l'huile (OFWF) peuvent être utilisés.
Tap Changer
Un changeur de prises est un composant facultatif mais important dans certains transformateurs 12 KV. Il permet d’ajuster le rapport de transformation du transformateur, ce qui modifie à son tour la tension de sortie. Ceci est utile dans les applications où la tension d'entrée peut varier ou lorsqu'un contrôle précis de la tension de sortie est requis.
Il existe deux principaux types de changeurs de prises : les changeurs de prises en charge (OLTC) et les changeurs de prises hors charge (OLTC). Les changeurs de prises en charge peuvent fonctionner pendant que le transformateur est sous tension, ce qui permet des ajustements de tension sans interrompre l'alimentation électrique. Les changeurs de prises hors charge, en revanche, nécessitent que le transformateur soit mis hors tension avant de pouvoir changer la prise.
Dispositifs de protection
Les transformateurs 12 KV sont équipés de divers dispositifs de protection pour garantir un fonctionnement sûr et fiable. Les relais de surintensité sont utilisés pour détecter un flux de courant excessif dans les enroulements, qui peut être causé par des courts-circuits ou des surcharges. Lorsqu'une condition de surintensité est détectée, le relais peut déclencher le disjoncteur pour isoler le transformateur de la source d'alimentation.
Des relais de surtension et de sous-tension sont également utilisés pour surveiller les tensions d'entrée et de sortie. Si la tension dépasse ou tombe en dessous des limites spécifiées, le relais peut prendre les mesures appropriées pour protéger le transformateur et l'équipement connecté.
Des capteurs de température sont installés dans les enroulements et l'huile pour surveiller la température. Si la température dépasse un certain seuil, une alarme peut être déclenchée et, dans certains cas, le transformateur peut être automatiquement arrêté pour éviter tout dommage.
En conclusion, un transformateur 12 KV est un équipement électrique complexe composé de plusieurs composants clés. Chaque composant joue un rôle essentiel dans le fonctionnement efficace et fiable du transformateur. En tant queTransformateur 12 KVfournisseur, nous garantissons que tous nos transformateurs sont conçus et fabriqués selon les normes les plus élevées, en utilisant des matériaux de haute qualité et des techniques de fabrication avancées.
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Références
- Systèmes d’alimentation électrique par CL Wadhwa
- Ingénierie des transformateurs : conception, technologie et diagnostics par George Karady et G. Venkata Sai
