Transformateurs secs : équipements de conversion d'énergie à haut rendement et respectueux de l'environnement

Dans les réseaux électriques, les transformateurs sont des équipements essentiels à la transformation des niveaux de tension et garantissent une transmission et une distribution efficaces de l'énergie. Transformateurs de type secLes transformateurs à bain d'huile, qui ne nécessitent pas de refroidissement par huile isolante, sont largement utilisés dans les réseaux électriques urbains, les immeubles de grande hauteur, les installations industrielles et autres environnements exigeants en matière de sécurité et d'environnement, grâce à leurs avantages exceptionnels tels que la protection contre les incendies et les explosions, leur faible impact environnemental et leur facilité d'entretien. Ils sont devenus un élément essentiel des systèmes électriques modernes.

Les transformateurs secs utilisent l'air ou un gaz (comme le SF₆) comme fluide de refroidissement. Leur structure principale comprend le noyau, les enroulements, les matériaux isolants, les ventilateurs de refroidissement et le boîtier. Le noyau est constitué de feuilles d'acier au silicium à haute perméabilité Pour réduire les pertes fer, les enroulements sont généralement constitués de fil de cuivre ou d'aluminium, recouvert d'un matériau isolant résistant aux hautes températures, tel que de la résine époxy. Ce matériau assure une excellente isolation et une résistance efficace aux vibrations mécaniques et à la corrosion chimique. Le système de refroidissement, généralement équipé de ventilateurs axiaux ou radiaux, dissipe la chaleur générée en fonctionnement par ventilation forcée, garantissant ainsi un fonctionnement stable du transformateur sous charge nominale.

Comparativement aux transformateurs traditionnels immergés dans l'huile, les transformateurs secs présentent des avantages significatifs en termes de performances. Premièrement, les transformateurs secs offrent hautes performances de sécurité1. Comme ils ne contiennent pas d'huile isolante, ils évitent les risques liés aux transformateurs immergés dans l'huile, tels que les fuites, les incendies et les explosions, ce qui les rend particulièrement adaptés aux zones densément peuplées ou aux sites soumis à des exigences élevées en matière de sécurité incendie. 2. Ils sont respectueux de l'environnement, ne produisant aucune pollution par les hydrocarbures, et leurs matériaux sont recyclables après leur mise au rebut, conformément aux tendances environnementales actuelles. 3. Leur maintenance est peu coûteuse. Il n'est pas nécessaire de contrôler régulièrement le niveau et la qualité de l'huile ni de la remplacer ; seuls le nettoyage des enroulements et la vérification du système de refroidissement sont requis, ce qui réduit considérablement la charge de travail et les coûts de maintenance. 4. Enfin, les transformateurs secs sont relativement compacts, offrant une grande flexibilité d'installation. Ils peuvent être placés directement à proximité du centre de consommation, réduisant ainsi les pertes de transmission et améliorant la qualité de l'énergie.

Ses applications sont nombreuses : dans les réseaux de distribution d’énergie urbains, il est utilisé dans les sous-stations et les postes de transformation pour réaliser la transformation moyenne et basse tension, garantissant ainsi l’alimentation électrique des résidents et des entreprises ; dans les immeubles de grande hauteur, les centres commerciaux, les hôpitaux et autres lieux, il sert de transformateur de distribution pour répondre aux exigences de sécurité incendie et d’aménagement spatial ; dans le secteur industriel, il convient aux machines de précision, aux équipements électroniques, aux entreprises chimiques, etc., fournissant une puissance de sortie stable et s’adaptant à des conditions de travail complexes telles que les températures élevées et la poussière ; dans les systèmes de production d’énergie nouvelle, tels que les centrales éoliennes et photovoltaïques, il est utilisé pour élever la tension produite au niveau de la tension du réseau, permettant ainsi le transport de l’électricité raccordée au réseau.

Pour garantir le fonctionnement stable et durable des transformateurs secs, la maintenance quotidienne doit inclure le nettoyage régulier des enroulements afin d'éviter une mauvaise dissipation thermique ; la vérification de l'état des matériaux isolants (vieillissement et fissuration) ; le contrôle de la température des enroulements et du fonctionnement du ventilateur de refroidissement pour prévenir toute surcharge ; le maintien d'une bonne ventilation autour de l'équipement ; et son éloignement des matières inflammables et explosives. Face aux exigences croissantes du secteur de l'énergie en matière de sécurité et de protection de l'environnement, les transformateurs secs évoluent constamment, notamment grâce à l'amélioration des matériaux (par exemple, l'utilisation de nouveaux matériaux isolants) et à l'optimisation de leur efficacité énergétique (par exemple, la réduction des pertes à vide). Ils joueront un rôle encore plus important dans les futurs réseaux électriques.