Installation de transformateurs de tension de distribution à utilisation

A. Installation aérienne

A1. Capacités des unités, méthodes d'installation et types

Pour les installations de transformateurs aériennes, on peut utiliser des unités triphasées ou des unités monophasées en banque. Les transformateurs, qu'ils soient individuels ou en banque, avec une capacité individuelle ou combinée supérieure à 300 kVA ne doivent pas être installés sur un seul poteau en bois. Des considérations structurelles spéciales sont nécessaires pour les installations sur un seul poteau avec une capacité supérieure à 100 kVA.

L'installation sur plateforme (structure à deux poteaux) ne sera utilisée que si d'autres méthodes d'installation ne sont pas réalisables. Pour les transformateurs en banque, l'installation en cluster est préférée à l'installation sur bras transversal car elle est plus esthétiquement acceptable. De même, l'installation en cluster ou sur support triphasé peut également être utilisée pour l'installation de parafoudres et de disjoncteurs, sous réserve de l'approbation de l'agence responsable de l'exploitation et de la maintenance des transformateurs.

Les figures 8-1 et 8-2 illustrent les méthodes d'installation des transformateurs en banque. Les transformateurs autoprotégés ont des fusibles primaires internes qui doivent être remplacés par du personnel qualifié. Par conséquent, les transformateurs autoprotégés ne sont pas recommandés.

A2. Emplacement

Les installations aériennes peuvent alimenter plusieurs bâtiments. Dans ce cas, les transformateurs doivent être installés au poteau le plus proche du bâtiment ayant la charge la plus élevée. Si la portée ne dépasse pas 125 pieds, le câblage secondaire doit conduire directement aux bâtiments alimentés ; sinon, des poteaux intermédiaires sont nécessaires.

B. Installation au niveau du sol

B1. Types et capacités

L'installation au niveau du sol peut être soit du type compartimenté monté sur socle, soit du type de sous-station unitaire. La figure 8-3 montre une installation typique de transformateur compartimenté monté sur socle.

L'utilisation de transformateurs conventionnels (montés sur poteau) avec des dispositifs de protection primaire et secondaire séparés n'est pas autorisée. Cela est dû au fait que ces installations sont plus dangereuses, généralement plus difficiles à maintenir, nécessitent plus d'espace et ne permettent que rarement des économies significatives, car une clôture est nécessaire.

Les transformateurs compartimentés montés sur socle ne doivent être utilisés qu'à l'extérieur, même s'ils sont conçus pour une installation intérieure et extérieure. Les transformateurs de sous-station unitaire peuvent être utilisés à l'intérieur ou à l'extérieur.

B2. Transformateurs isolés liquide montés sur socle et compartimentés

Les transformateurs triphasés montés sur socle et compartimentés peuvent être de tailles standard ANSI jusqu'à 2500 kVA, mais ils ne doivent pas être utilisés lorsque la tension primaire dépasse 15 kV ou lorsque le courant de défaut est tellement élevé que l'équipement standard ne peut pas répondre à la capacité d'interruption primaire requise.

Lors du choix entre les transformateurs montés sur socle et compartimentés et les sous-stations unitaires (équipées de transformateurs de centre de charge intégrés ou non intégrés), les facteurs suivants doivent être pris en compte : les scénarios d'application, le potentiel d'expansion, la coordination des dispositifs de court-circuit et de protection, le jugement technique éclairé, les pratiques reconnues de l'industrie, ainsi que les considérations suivantes concernant l'exploitation, la maintenance et la fiabilité :

• Si les opérateurs ont souvent besoin d'utiliser des instruments et des interrupteurs, les sous-stations unitaires et les transformateurs de centre de charge intégrés ou non intégrés doivent être choisis. Pour les transformateurs montés sur socle et compartimentés, les instruments et les dispositifs de commande sont situés à l'intérieur d'un compartiment verrouillé et ne sont pas facilement accessibles.

• Les transformateurs montés sur socle et compartimentés nécessitent l'utilisation d'une tige de commande isolée pour actionner le mécanisme d'interrupteur et déconnecter le câble (en raison de l'exigence de conception à face morte). Cependant, les interrupteurs haute tension couramment utilisés dans les sous-stations unitaires ne nécessitent pas d'outils spéciaux et sont plus faciles à utiliser.

• Les sous-stations unitaires et les transformateurs de centre de charge intégrés disposent de fonctions de refroidissement par ventilateur, qui peuvent fournir une capacité supplémentaire de 12 % dans des conditions de hausse de température de 55/65 degrés Celsius. En revanche, les transformateurs montés sur socle et compartimentés à refroidissement naturel ne disposent pas de cette fonction, et des ventilateurs ne peuvent pas être ajoutés pour améliorer la capacité de refroidissement.

B3. Alimentation résidentielle

Les transformateurs montés sur socle sont généralement utilisés pour l'alimentation résidentielle et commerciale à petite échelle.

B4. Alimentation industrielle

Les transformateurs montés sur socle peuvent être utilisés pour des applications industrielles, commerciales ou liées à l'industrie, à condition que les conditions suivantes soient remplies : ils alimentent un seul bâtiment ; les dispositifs de comptage et les équipements de commutation secondaire peuvent être installés dans ce bâtiment ; et les exigences de coordination pour les dispositifs de court-circuit et de protection sont satisfaites.

B5. Alimentation pour charges importantes

Les sous-stations unitaires et les transformateurs de centre de charge intégrés et/ou non intégrés seront utilisés dans les applications industrielles, commerciales à grande échelle et institutionnelles impliquant des charges importantes, l'alimentation de plusieurs bâtiments et la nécessité de dispositifs de protection de barre secondaire.

B6. Sous-stations secondaires unitaires

Des sous-stations secondaires unitaires avec sections sortantes intégrées ou non intégrées doivent être utilisées. Comme ni l'un ni l'autre type n'est à l'épreuve des manipulations, une clôture est nécessaire, et la hauteur de la clôture doit être conforme aux exigences du National Electrical Safety Code (NESC). Pour les systèmes d'alimentation 480Y/277V, les transformateurs d'une capacité supérieure à 1500 kVA doivent être évités ; pour les systèmes d'alimentation 280Y/120V, les transformateurs d'une capacité supérieure à 500 kVA doivent être évités, en tenant compte de l'ampleur du courant de défaut secondaire.

Cependant, dans certains cas, il peut être plus faisable et rentable d'équiper les systèmes d'alimentation 480Y/277V de transformateurs de 2000 kVA et d'utiliser des fusibles limitateurs de courant en conjonction avec des disjoncteurs pour limiter le courant de défaut secondaire. L'agence utilisatrice (comme le Host/REQ CMD de l'US Air Force) stipulera les exigences pour les compteurs de demande.

B7. Emplacement

Les installations extérieures sont préférées aux installations intérieures en raison des coûts d'espace inférieurs. Cependant, en tenant compte de facteurs tels que la longueur des lignes de distribution secondaire, les installations intérieures peuvent être nécessaires dans certains cas, ou elles peuvent être plus économiques.

B7-1 Transformateurs remplis de liquide installés en extérieur

Les installations extérieures doivent être conformes au National Electrical Code (NEC), au MIL-HDBK-1008A et au National Electrical Safety Code (NESC). L'emplacement de l'installation du transformateur doit garantir que, en cas d'incendie du transformateur, les produits de combustion ne seront pas aspirés dans l'entrée d'air du système de chauffage, de ventilation et de climatisation (HVAC) des bâtiments adjacents.

L'emplacement des transformateurs montés sur socle doit être en accord avec le concept architectural et protégé contre les impacts de véhicules. La coordination avec l'architecture peut être réalisée en planifiant correctement la position relative par rapport au paysage, en plantant des arbustes autour du transformateur ou en utilisant des clôtures écrans. Les lignes d'alimentation primaire pour les transformateurs montés sur socle doivent être souterraines. Pour la connexion secondaire au bâtiment, des câbles souterrains ou des canalisations de bus peuvent être utilisés, mais pas plus de six câbles souterrains par phase ne doivent être utilisés en parallèle, car des connexions trop complexes peuvent entraîner des problèmes de maintenance et d'espace.

B7-2 Transformateurs remplis de liquide installés en intérieur

Les installations intérieures doivent être conformes au National Electrical Code (NEC) et au MIL-HDBK-1008A. Le coffre-fort du transformateur doit être situé sur le mur extérieur du bâtiment, avoir des ouvertures vers l'extérieur et ne doit être accessible que de l'extérieur du bâtiment dans les conditions de conception normales.

Les ventilateurs d'aspiration et les grilles du système de chauffage, de ventilation et de climatisation (HVAC) doivent être interverrouillés avec les détecteurs de fumée et les détecteurs de taux de montée de chaleur dans le coffre-fort du transformateur et/ou les pièces associées. En cas d'incendie dans le coffre-fort du transformateur et/ou les pièces associées, ces détecteurs doivent désactiver l'aspiration d'air du HVAC. Cependant, si l'aspiration d'air du HVAC est située sur le toit du bâtiment ou sur le côté opposé du coffre-fort du transformateur, un tel interverrouillage n'est pas nécessaire.

Des panneaux signalétiques doivent être affichés sur les portes d'accès au coffre-fort du transformateur indiquant l'équipement de lutte contre l'incendie approprié et les procédures. Les tuyaux et les gaines ne doivent pas être routés au-dessus des transformateurs intérieurs.