Types de transformateurs secs : Guide complet sur la résine coulée, le VPI et plus encore
Les transformateurs secs sont un type de transformateurs, mais beaucoup de personnes ne les connaissent pas parfaitement. Aujourd’hui, OMEK Power, fort de près de 20 ans d’expérience dans l’industrie du transformateur, va présenter de manière exhaustive les différents types de transformateurs secs sous plusieurs angles.
Ce guide complet des types de transformateurs secs vous offrira une compréhension claire et perspicace.
Qu’est-ce qu’un transformateur sec ?
Un transformateur sec désigne un transformateur dont les enroulements et le noyau ne sont pas immergés dans de l’huile isolante, mais qui reposent sur des matériaux solides tels que la résine époxy pour l’isolation. C’est la différence fondamentale par rapport au transformateur à huile.
Il se compose principalement d’un noyau en fer et de bobines. Des cylindres isolants sont placés entre les bobines haute tension et basse tension pour renforcer l’isolation électrique, tandis que des entretoises de bobine assurent le support et le maintien des bobines.
Les transformateurs secs comptent sur la convection de l’air pour le refroidissement. Les méthodes de refroidissement sont classées en refroidissement naturel à air (AN) et refroidissement forcé à air (AF). Avec le refroidissement naturel à air, le transformateur peut fonctionner en continu à sa capacité nominale sur de longues périodes. Avec le refroidissement forcé à air, la capacité de sortie du transformateur peut être augmentée de 50 %.
Les transformateurs secs sont particulièrement adaptés aux espaces intérieurs fermés, aux zones densément peuplées et aux emplacements soumis à des exigences particulières en matière de protection contre l’incendie et de prévention des explosions, tels que les gratte-ciel, les centres de données, les métros, etc.
Types de transformateurs secs
Par phase
En raison de la diversité des systèmes d’alimentation et des charges, les transformateurs secs sont classés par nombre de phases en transformateurs monophasés et transformateurs secs triphasés (transformateurs triplex secs).
| Type | Caractéristiques et applications |
|---|---|
| Transformateur sec monophasé | Généralement de capacité plus faible. Il est couramment utilisé dans les applications de faible puissance, telles que l’éclairage résidentiel et les petits appareils ménagers. Il présente une entrée et une sortie monophasées. Adapté aux charges monophasées. |
| Transformateur sec triphasé | Conçu pour être utilisé dans les usines, les grands équipements, les systèmes d’alimentation commerciaux et autres applications électriques triphasées. Il dispose d’une entrée et d’une sortie triphasées, offrant une alimentation plus stable. |
Par méthode de refroidissement
| Type | Caractéristiques et applications |
|---|---|
| Transformateur à refroidissement naturel (AN) | Il repose sur la convection de l’air pour un refroidissement naturel. Il est adapté aux applications à faible charge et à basse température ambiante. |
| Transformateur à refroidissement forcé (AF) | Il accélère le refroidissement grâce à des équipements tels que des ventilateurs ou des pompes. Il est adapté aux applications à forte charge et à température ambiante élevée. |
Par matériau de structure du noyau
| Type | Caractéristiques et applications |
|---|---|
| Transformateur à noyau feuilleté en acier au silicium | C’est la structure de noyau la plus courante sur le marché. Le noyau est composé de fines tôles d’acier au silicium, empilées horizontalement et assemblées. Le fait de transformer l’acier au silicium en fines tôles isolées et de les empiler permet d’interrompre les circuits de courants de Foucault de grande surface, réduisant ainsi les pertes fer. |
| Transformateur à noyau enroulé en acier au silicium | Une bande d’acier au silicium entière est enroulée en bobine pour former le noyau. Par rapport au noyau feuilleté traditionnel, son noyau ne présente pas de joints évidents et le circuit magnétique est plus continu. Le courant à vide est plus faible et les pertes à vide sont réduites. Il fonctionne plus silencieusement. |
| Transformateur à noyau en alliage amorphe | Le noyau est fabriqué en matériau d’alliage amorphe. L’alliage amorphe est un matériau de haute technologie. Il est formé en refroidissant du fer fondu, du bore, du silicium, etc. en un alliage métallique à une vitesse d’un million de degrés par seconde, ce qui donne une structure atomique désordonnée. En 0,001 seconde, le liquide d’alliage à 1300 ℃ est transformé en bande. Il possède d’excellentes propriétés électromagnétiques ! C’est actuellement le transformateur présentant les pertes les plus faibles et le meilleur rapport coût-efficacité ! |
Par niveau de tension
| Type | Caractéristiques et applications |
|---|---|
| Transformateur sec basse tension | Généralement utilisé pour l’électricité résidentielle et industrielle générale. Avec des niveaux de tension plus bas, tels que 0,22 kV, 0,38 kV, 0,66 kV |
| Transformateur sec moyenne tension | Utilisé pour les réseaux électriques urbains et les entreprises industrielles et minières. Avec des niveaux de tension modérés, tels que 6 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV, 66 kV |
Pourquoi les hautes tensions (telles que 110 kV, 500 kV, etc.) sont-elles rarement utilisées pour un transformateur sec ?
Parce que plus la tension est élevée, plus les exigences d’isolation sont importantes. Les transformateurs secs deviendraient trop volumineux et occuperaient trop d’espace. De plus, dans les environnements à haute tension, les transformateurs secs génèrent une chaleur intense et dissipent moins bien la chaleur que les transformateurs à huile. Par conséquent, pour la transmission d’électricité à longue distance dans les réseaux électriques et les grands postes de transformation, les transformateurs à huile sont les plus appropriés.
Par capacité nominale
Les capacités nominales des différentes spécifications de transformateurs secs varient également. La capacité nominale du transformateur est calculée sur la base du facteur prioritaire R10. Ces capacités nominales 50 kVA, 80 kVA, 100 kVA, 125 kVA, 160 kVA, 200 kVA, 250 kVA, 315 kVA, 400 kVA, 500 kVA, 630 kVA, 800 kVA, 1000 kVA, 1250 kVA, 2000 kVA, 2500 kVA, 3150 kVA sont largement reconnues comme des capacités standard dans l’industrie du transformateur. Si vous ne savez pas quelle capacité de transformateur correspond le mieux à vos besoins, lisez notre guide sur Comment choisir la bonne taille de kVA pour vos besoins.
Voici les spécifications et les données dimensionnelles des transformateurs de distribution secs triphasés d’OMEK Power (classe d’efficacité énergétique 1) Télécharger la fiche technique
Par classe de résistance à la chaleur (classe d’isolation)
La température maximale qu’un transformateur sec peut supporter est entièrement déterminée par le matériau isolant. Les principaux matériaux isolants sont classés en plusieurs classes telles que A, E, B, F, H et C, et les principales différences entre leurs niveaux de résistance à la chaleur sont les suivantes :
| Classe d’isolation | Norme de température |
|---|---|
| Classe A | La température de service maximale admissible est de 105 °C et l’échauffement maximal doit être inférieur à 60 K. |
| Classe E | La température de service maximale admissible est de 120 °C et l’échauffement maximal doit être inférieur à 75 K. |
| Classe B | La température de service maximale admissible est de 130 °C et l’échauffement maximal doit être inférieur à 80 K. |
| Classe F | La température de service maximale admissible est de 155 °C et l’échauffement maximal doit être inférieur à 100 K. |
| Classe H | La température de service maximale admissible est de 180 °C et l’échauffement maximal doit être inférieur à 125 K. |
| Classe C | La température de service maximale admissible est de 220 °C et l’échauffement maximal doit être inférieur à 150 K. |
Étant donné que l’isolation des bobines des transformateurs secs utilise généralement des matériaux isolants de classe F et H, la température maximale absolue du transformateur ne doit pas dépasser respectivement 155 °C et 180 °C. Si la température des enroulements du transformateur sec est trop élevée, l’isolation vieillira plus rapidement, ce qui affectera la durée de vie ou entraînera des courts-circuits, des incendies et d’autres défaillances.
Par conséquent, du seul point de vue de la température du point chaud, la température de service du transformateur doit être aussi basse que possible. Pour prévenir des températures de service anormales, des inspections ou une surveillance strictes doivent être effectuées pendant l’utilisation.
Par usage/utilisation
| Type | Caractéristiques et applications |
|---|---|
| Transformateurs de distribution secs (Distribution) | Tension : La tension côté haute tension atteint généralement 10 kV, avec un maximum de 35 kV ; la tension côté basse tension est souvent de 0,4 kV. Ils peuvent fournir une alimentation triphasée de 400 V pour les équipements industriels lourds, et une alimentation monophasée de 230 V pour l’éclairage quotidien et les appareils ménagers. Capacité : Couramment de 30 kVA à 2500 kVA. Application la plus large : Les transformateurs de distribution représentent plus de 80 à 90 % du marché des transformateurs secs. |
| Transformateurs de puissance secs | Utilisés dans les grands équipements industriels et les centrales électriques, etc. Ils peuvent supporter des courants importants et des charges de forte puissance, garantissant la stabilité et la fiabilité de l’alimentation. |
| Transformateur sec d’isolement | L’enroulement haute tension et l’enroulement basse tension sont bobinés indépendamment, avec des matériaux isolants placés entre eux et laissant des espaces. Il n’y a pas de connexions directes de fils. L’énergie électrique n’est pas transmise directement par les fils, mais par des champs magnétiques de manière sans contact. Les deux circuits sont indépendants l’un de l’autre. Si un circuit fuit ou tombe en panne, cela n’affectera pas l’autre côté. Adapté aux applications médicales, aux équipements de précision et aux applications anti-interférences. |
| Transformateur sec redresseur | Conçu spécifiquement pour être associé à un redresseur et convertir le courant alternatif en courant continu. Il est principalement utilisé pour les machines à souder, les bornes de recharge et les équipements d’électrolyse. |
| Transformateur sec d’excitation | Il réduit la tension du réseau à un niveau approprié, stabilise l’alimentation des bobines d’excitation du générateur, lui permettant de générer un champ magnétique et permettant au générateur de démarrer et de produire de l’électricité en douceur. Généralement, les générateurs industriels de grande puissance raccordés au réseau nécessitent des transformateurs secs d’excitation. |
| Autotransformateur (transformateur sec auto-couplé) | Les circuits haute tension et basse tension partagent le même ensemble de bobines. Une partie des bobines sert à la fois de composants haute tension et basse tension. En coupant différents tours de la bobine, différentes tensions peuvent être obtenues, réalisant à la fois l’élévation et l’abaissement de la tension. Il est couramment utilisé dans les usines et les chantiers de construction où la tension est instable. |
Par niveau d’efficacité énergétique
Les transformateurs secs sont généralement classés en 1re, 2e et 3e catégories. Parmi elles, la 3e catégorie correspond généralement à la valeur limite d’efficacité énergétique, tandis que la 1re catégorie présente la plus haute efficacité énergétique et les pertes les plus faibles.
Si vous êtes davantage préoccupé par les coûts d’électricité d’exploitation à long terme, vous privilégiez généralement la 1re classe d’efficacité énergétique ; si vous êtes davantage axé sur l’investissement initial, vous pouvez également envisager la 2e classe.
La 3e classe n’est généralement que la ligne de conformité minimale et ne convient pas comme choix préféré pour les projets d’économie d’énergie efficaces.
Par structure
Transformateur sec coulé en résine et type à imprégnation sous vide et pression (VPI/imprégnation isolée à l’air)
| Type | Caractéristiques et applications |
|---|---|
| Transformateur sec coulé en résine (aussi appelé transformateur sec à bobine coulée) | La résine époxy est un matériau isolant solide ininflammable, ignifuge et auto-extinguible, à la fois sûr et propre. Par conséquent, le transformateur sec imprégné de résine époxy présente les caractéristiques d’absence d’huile, de non-inflammabilité, de faibles pertes en service et d’une résistance exceptionnelle aux catastrophes, et est largement utilisé. Par rapport aux transformateurs à huile, le transformateur sec ne contient pas d’huile, il n’y a donc pas de problèmes tels que l’incendie, l’explosion et la pollution. Les pertes et le bruit ont été réduits à un nouveau niveau, créant les conditions pour placer le transformateur et le tableau basse tension dans la même salle de distribution. Pour ainsi dire, c’est le meilleur transformateur sur socle sec pour une utilisation en intérieur. |
| Type à imprégnation sous vide et pression (type VPI) | La bobine n’est pas placée dans le moule mais directement mise dans la cuve à vide. Par mise sous vide, la résine est injectée, et une pression est appliquée pour faire pénétrer la résine dans les espaces entre spires et entre couches, puis elle est durcie. Vu de l’extérieur, la bobine laisse encore voir le fil de cuivre / le papier isolant, et la surface est une fine couche uniforme de résine. Ce type est un transformateur sec ventilé. |
Divers transformateurs secs à usage spécial :
Les transformateurs secs sont applicables à divers domaines et à diverses utilisations spéciales, telles que les transformateurs spéciaux pour les centrales nucléaires, les plateformes marines et offshore, et le laminage de l’acier, etc. Pour de tels transformateurs secs, il suffit de fournir les exigences techniques pertinentes, et OMEK Power peut développer la conception et les produire.
OMEK Power – Fabricant de transformateurs secs certifié IEC 60076
Nous sommes un fabricant chinois, fournissant des solutions fiables de transformateurs secs et à huile pour les projets électriques dans le monde entier. Nous pouvons personnaliser la production selon vos exigences. Par exemple, une exigence spécifique sur la capacité nominale, les indicateurs à vide, le groupe de couplage, la tension d’impédance, si vous avez besoin d’une enveloppe ou non, etc., tout peut vous être chiffré.
✅ Transformateur amorphe
✅ Transformateur en cuivre
✅ Transformateur sec coulé en résine
✅ Transformateur sec VPI
✅ Transformateur de sous-station sec
Publié par Victoria Laisser un message
Merci pour votre lecture ! Nous espérons que cet article vous a plu. Si vous avez des questions concernant ce blog, n'hésitez pas à laisser un commentaire ci-dessous ou à contacter le service client en ligne d'OMEK. Au plaisir d'échanger plus en détail avec vous !
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