Enroulements de transformateur : pourquoi des conducteurs transposés ?

La raison principale est d'éliminer les courants de circulation entre les conducteurs en parallèle, réduisant ainsi les pertes supplémentaires et abaissant l'échauffement.

Cause fondamentale : Couplage inégal du flux de fuite

Dans les enroulements des transformateurs, le champ magnétique de fuite est réparti de manière non uniforme dans les directions radiale et axiale. Lorsque plusieurs conducteurs sont connectés en parallèle pour former une seule spire, chaque conducteur occupe une position radiale différente au sein de l'enroulement, et capte ainsi une quantité différente de flux de fuite :

Ψ₁ ≠ Ψ₂ ≠ … ≠ Ψₙ

Selon la loi de Lenz, les forces électromotrices induites dans les différents conducteurs sont inégales. Cependant, comme ils sont connectés en parallèle et partagent la même tension aux bornes, des courants de circulation sont générés :

I_circ = ΔE / R_loop

Ces courants de circulation n'effectuent aucun travail utile ; ils génèrent simplement de la chaleur, contribuant aux pertes par courants de Foucault supplémentaires. Dans les transformateurs de grande capacité, de telles pertes peuvent représenter 20 % à 40 % des pertes totales dans le cuivre.

Rockwill Transformateur de puissance immergé dans l'huile de la série S(F) 138 kV

Comment les conducteurs transposés résolvent le problème

Un conducteur transposé est construit de manière à ce que chaque brin individuel change périodiquement de position radiale sur toute la hauteur de l'enroulement. Cela garantit que sur une spire complète, le flux de fuite total capté par chaque brin devient approximativement égal :

∑Ψᵢ ≈ constant

Par conséquent, les différences de force électromotrice sont éliminées et les courants de circulation sont réduits à presque zéro.

Principaux types de conducteurs transposés

Résumé

Le transformateur Rockwill 138 kV utilise des conducteurs transposés qui, grâce à leur disposition spéciale de transposition de multiples brins isolés, réduisent fondamentalement et de manière significative les pertes par courants de Foucault et les pertes par courants de circulation, améliorant ainsi considérablement l'efficacité énergétique.

De plus, lorsqu'elle est combinée à la technologie d'auto-agglomération, les conducteurs forment une structure intégrée et robuste qui renforce substantiellement la capacité de l'enroulement à résister aux forces de court-circuit, garantissant la sécurité de l'équipement en cas de défaut. En outre, cette technologie offre des avantages supplémentaires, notamment une structure compacte, une excellente dissipation thermique et des processus de fabrication simplifiés, ce qui en fait un élément central pour atteindre une haute efficacité, une fiabilité et une rentabilité optimales dans la conception des transformateurs.

Édité à partir de :Echo