Transformateur de distribution rempli d'huile minérale

Pourquoi l'huile minérale?
Comme vous le savez peut-être déjà, les transformateurs de distribution remplis d'huile minérale sont le type de transformateurs de distribution le plus courant. Ils sont parmi les composants les plus cruciaux et peuvent être trouvés dans les systèmes d'alimentation électrique à travers le monde.

Bien que l'huile isolante soit un liquide inflammable, la fiabilité des transformateurs immergés dans l'huile a été bien démontrée au fil des nombreuses années dans les systèmes d'alimentation électrique où assurer une alimentation électrique sûre est d'une importance primordiale.

Cependant, l'huile minérale est inflammable. Bien que la plupart des conditions de défaut au sein des enroulements du transformateur se traduisent généralement par rien de plus qu'un rejet d'huile, l'inflammation est possible, surtout lorsque un arc électrique se forme juste sous la surface de l'huile.

Dans de tels cas, un transformateur à sec ou un transformateur rempli d'un liquide à haut point d'éclair est souvent choisi pour l'installation. L'intégrité du système d'isolation dans un transformateur immergé dans l'huile dépend, en partie, de l'état de l'huile. Dans la plupart des réseaux d'alimentation établis à travers le monde, il a été une pratique courante de permettre aux transformateurs de "respirer" naturellement lorsque le liquide isolant se dilate et se contracte avec la charge.

Il a également été reconnu qu'en mettant en place un certain type de système de protection pour empêcher la contamination du liquide isolant par les polluants atmosphériques, on obtient l'avantage d'une durée de vie de l'isolation plus longue, surtout lorsque les facteurs de charge sont élevés.

Pour la plupart des transformateurs de distribution inférieurs à 500 kVA installés dans les zones tempérées du monde, le système de protection de l'huile le plus simple mais entièrement suffisant est un respirateur déshydratant au gel de silice.

Lorsque les conditions de charge sont réduites, l'air aspiré dans la cuve du transformateur passe d'abord par un bain d'huile pour filtrer les contaminants solides. Ensuite, il passe par les cristaux de gel de silice déshydratant, qui éliminent efficacement l'humidité.

Le type de système de protection de l'huile le plus courant implique probablement un conservateur ou un vase d'expansion. Ce dispositif comporte un siphon qui capture la plupart des polluants atmosphériques (comme indiqué sur la Figure 1 ci-dessus).

La façon la plus simple de prévenir la contamination de l'huile est de sceller la cuve à l'air extérieur et de la concevoir pour résister aux pressions générées par le liquide de refroidissement en expansion (Figure 2). En raison de la solubilité du gaz dans l'huile, ces pressions restent relativement faibles et ne dépassent rarement 0,43 kg/cm² sous des conditions de charge stables.

L'apparition de machines spécialisées qui plient et soudent automatiquement des plaques d'acier en profondes nervures pour former les côtés de la cuve du transformateur a rendu les cuves nervurées plus rentables. Les plaques d'acier ont généralement une épaisseur comprise entre 1,2 et 1,5 mm, ce qui donne lieu à une cuve à la fois légère et compacte. Sa solidité mécanique provient des nervures profondes et étroitement espacées.

Des plaques d'acier avec des largeurs allant jusqu'à 2000 mm et des profondeurs de 400 mm permettent de refroidir des transformateurs d'une puissance allant jusqu'à 5000 kVA à l'aide de cette méthode. Cependant, leur application typique est dans les transformateurs de distribution d'une puissance allant jusqu'à 1600 kVA.

La flexibilité des panneaux nervurés a conduit au développement de la conception de cuve complètement scellée et nervurée. Dans cette conception, la cuve est entièrement remplie, et l'expansion du liquide est compensée par la flexion des parois de la cuve. Le liquide à l'intérieur de la cuve n'est pas en contact avec l'atmosphère, ce qui aide à préserver le système d'isolation du transformateur et à réduire les besoins en maintenance.

Les conceptions de cuves de transformateurs nervurées sont utilisées depuis plus de 30 ans et sont maintenant reconnues comme une méthode fiable de construction de cuves.