Comment choisir un transformateur à sec?

1. Système de Contrôle de Température

L'une des principales causes de panne des transformateurs est l'endommagement de l'isolation, et la plus grande menace pour l'isolation provient du dépassement de la limite de température admissible des enroulements. Par conséquent, le contrôle de la température et la mise en place de systèmes d'alarme pour les transformateurs en service sont essentiels. Ce qui suit présente le système de contrôle de température en prenant l'exemple du TTC-300.

1.1 Ventilateurs de Refroidissement Automatiques

Un thermistor est préinstallé au point le plus chaud de l'enroulement basse tension pour obtenir des signaux de température. Sur la base de ces signaux, le fonctionnement des ventilateurs est ajusté automatiquement. Lorsque la charge du transformateur augmente, la température s'élève en conséquence. Le thermistor réagit à ce changement : lorsque la température atteint 110°C, le ventilateur démarre automatiquement pour fournir un refroidissement ; lorsque la température descend en dessous de 90°C, le ventilateur reçoit le signal de température et s'arrête.

1.2 Fonctions de Déclenchement et d'Alarme

Des thermistances PTC sont préinstallées dans l'enroulement basse tension pour surveiller et mesurer la température des enroulements et du noyau. Si la température des enroulements dépasse 155°C, le système déclenche un signal d'alarme de surchauffe. Si la température s'élève au-dessus de 170°C, le transformateur ne peut plus fonctionner en toute sécurité, donc un signal de déclenchement est envoyé au circuit de protection secondaire, provoquant une action de déclenchement rapide du transformateur.

1.3 Affichage de Température

Des thermistances sont installées dans les enroulements basse tension. La température est mesurée via la résistance et transmise sous forme de signal analogique courant de 4–20 mA pour l'affichage. Pour la connectivité informatique, une interface de communication peut être ajoutée pour permettre une transmission à distance jusqu'à 1 200 mètres. De plus, un émetteur peut surveiller simultanément jusqu'à 31 transformateurs. Les signaux des thermistances déclenchent également des alarmes de surchauffe et des actions de déclenchement, améliorant ainsi les performances du système de protection thermique.

2. Méthodes de Protection

Le choix de l'enveloppe est également important pour la protection des transformateurs et doit être basé sur les exigences de protection et l'environnement d'utilisation, aboutissant à divers types d'enveloppes. Généralement, des enveloppes IP20 sont choisies pour les transformateurs — un choix standard principalement destiné à empêcher des animaux tels que chats, rats, serpents et oiseaux, ainsi que des objets étrangers de plus de 12 mm de diamètre, d'entrer et de causer des courts-circuits ou d'autres accidents graves, protégeant ainsi les parties sous tension. Pour les transformateurs extérieurs, une enveloppe de classe IP23 est requise. En plus des fonctions ci-dessus, elle offre également une protection contre les gouttes d'eau tombant à des angles allant jusqu'à 60 degrés par rapport à la verticale. Cependant, cela peut affecter la capacité de dissipation thermique du transformateur, il faut donc prêter attention à la capacité de fonctionnement.

3. Méthodes de Refroidissement

Les transformateurs à sec comprennent principalement deux types : le refroidissement naturel par air et le refroidissement forcé par air. Le refroidissement naturel par air est principalement utilisé pour les transformateurs fonctionnant en continu dans leur capacité nominale. Le refroidissement forcé par air peut augmenter la capacité de sortie du transformateur de 50 %. Cette méthode est principalement appliquée pour les charges intermittentes ou les conditions de surcharge d'urgence. Cependant, pendant ces charges, la tension d'impédance et les pertes de charge augmentent de manière anormale, ce qui n'est pas économique. Il n'est donc pas recommandé de maintenir le transformateur dans cet état de surcharge prolongée.

4. Capacité de Surcharge

La capacité de surcharge d'un transformateur est influencée par de nombreux facteurs, sa capacité de surcharge doit donc être planifiée et utilisée de manière rationnelle. Les aspects suivants doivent être pris en compte :

• Réduire de manière appropriée la capacité du transformateur. On peut envisager des surcharges d'impact à court terme qui se produisent lors du fonctionnement de matériels tels que les laminoirs et les machines à souder. En utilisant la capacité de surcharge du transformateur, la capacité peut être réduite — c'est une façon efficace d'utiliser la capacité de surcharge. De plus, pour des zones à charge inégale comme l'éclairage public résidentiel, les installations de divertissement et culturelles, les systèmes de climatisation et les centres commerciaux, la capacité de surcharge du transformateur peut être exploitée pour réduire de manière appropriée sa capacité, permettant au transformateur de fonctionner près de sa pleine charge ou de manière intermittente en surcharge pendant les heures de pointe.

• Réduire la capacité de réserve ou le nombre d'unités : Dans certains endroits, les exigences élevées de redondance pour les transformateurs conduisent à la sélection de capacités et de nombres d'unités excessifs dans les conceptions d'ingénierie. En utilisant la capacité de surcharge des transformateurs à sec, la capacité de réserve peut être réduite lors de la planification. Le nombre d'unités de sauvegarde peut également être diminué. Lorsqu'un transformateur fonctionne en surcharge, sa température de fonctionnement doit être surveillée de près. Si la température monte à 155°C (une alarme retentira), des mesures de réduction de charge (par exemple, la suppression de charges non critiques) doivent être prises immédiatement pour assurer un approvisionnement électrique sûr aux charges critiques.

5. Méthodes de Sortie Basse Tension et Coordination des Interfaces pour les Transformateurs à Sec

Les transformateurs à sec ne contiennent pas d'huile, éliminant ainsi les risques d'incendie, d'explosion ou de pollution. Par conséquent, les codes électriques et réglementations n'exigent pas qu'ils soient installés dans des pièces séparées. En particulier pour la nouvelle série SC(B)9, avec des pertes et des niveaux de bruit considérablement réduits, il est devenu possible de placer les transformateurs à sec dans la même salle de distribution que les tableaux basse tension.

5.1 Busbar Enclos Standard Basse Tension

Si le projet utilise des busbars enclos (également connus sous le nom de busways plug-in ou compacts), le transformateur correspondant peut être équipé de bornes de busbar enclos standard pour faciliter la connexion aux busbars externes. Pour les produits avec enveloppe (IP20), un flasque pour le busbar enclos est fourni sur le couvercle de l'enveloppe. Pour les produits sans enveloppe (IP00), seules les bornes de connexion du busbar sont fournies.

5.2 Sortie Latérale Horizontale Standard (Basse Tension)

Lorsque le transformateur est placé côte à côte avec un tableau basse tension, des sorties latérales horizontales peuvent être fournies sur le transformateur pour une connexion facile des bornes. Cette configuration est généralement associée à des tableaux basse tension tels que GGD, GCK et MNS. Le fabricant de transformateurs et le fabricant de tableaux de distribution doivent signer un accord de coordination pour confirmer les dimensions d'interface détaillées et assurer une installation fluide sur site.

5.3 Sortie Latérale Verticale Standard (Basse Tension)

Cette sortie latérale utilise des busbars verticaux et est similaire en principe à la sortie latérale horizontale. Lorsque le transformateur est utilisé avec des tableaux de distribution de type Domino disposés verticalement, le transformateur peut fournir des sorties latérales basse tension.

La Chine a atteint un volume de production très élevé de transformateurs à sec basés sur des matériaux isolants en résine et occupe maintenant une position significative au niveau mondial, avec une production et des ventes classées première dans le monde. La technologie de fabrication de pointe est également impressionnante. L'application et la promotion technique de ces transformateurs ont un avenir très prometteur, en raison du potentiel de développement à long terme dans la fabrication. Les principaux avantages sont résumés comme suit :

• Faible consommation d'énergie et faible bruit : Des pertes de tôle d'acier silicium plus faibles, des avantages structurels des enroulements en feuille, des joints plus serrés dans les noyaux à marches par rapport aux conceptions traditionnelles — tous contribuent à une conception intégrée plus respectueuse de l'environnement des transformateurs à sec. Avec une promotion plus poussée de ces technologies, combinée à des niveaux de bruit faibles et l'intégration de nouvelles technologies et procédés, les transformateurs futurs seront encore plus silencieux, respectueux de l'environnement et économes en énergie.

• Haute fiabilité : La fiabilité et la qualité des produits sont devenues des préoccupations clés des consommateurs. Grâce à des recherches sur chaque processus de fabrication, la fiabilité des transformateurs a été vérifiée et améliorée, contribuant à une durée de vie prolongée et une plus grande dépendabilité. Cela est particulièrement évident dans la recherche fondamentale en ingénierie.

• Certification environnementale : La norme environnementale de base est la HD464. Des recherches et certifications sont menées sur les classes de résistance climatique C0/C1/C2, les classes de résistance environnementale E0/E1/E2 et les classes de résistance au feu F0/F1/F2.

• Augmentation de la capacité : Les transformateurs à sec sont principalement utilisés comme transformateurs de distribution, avec des capacités allant de 50 kVA à 2 500 kVA. Leur application s'étend maintenant au domaine des transformateurs de puissance, avec des capacités atteignant 10 000 kVA à 20 000 kVA. Cette expansion est motivée par la demande croissante en électricité urbaine et la croissance des réseaux de distribution, conduisant à davantage de centres de charge urbains et à une adoption plus large de transformateurs de puissance de grande capacité.

• Fonctionnalité complète : Les transformateurs modernes sont équipés structuralement d'enveloppes protectrices, de refroidissement forcé, d'interfaces de surveillance de température, de transformateurs instrumentaux, de comptage d'énergie et d'autres fonctionnalités. Le développement des transformateurs tend vers des conceptions fonctionnelles entièrement intégrées.

• Expansion des domaines d'application : Le domaine dominé par les transformateurs de distribution s'étend à des applications multi-domaines et à grande échelle.