Introduction au transformateur
Un transformateur est un appareil électrostatique qui transfère de l'énergie électrique entre deux ou plusieurs circuits par induction électromagnétique. Un courant variable dans une bobine du transformateur produit un champ magnétique variable, qui induit à son tour une force électromotrice, ou « tension », variable dans une seconde bobine.
L'énergie peut être transférée entre les deux bobines sans connexion métallique entre les deux circuits. La loi de l'induction de Faraday, découverte en 1831, décrit ce phénomène. Les transformateurs servent à augmenter ou à diminuer la tension alternative dans les applications de production d'énergie électrique.
Depuis l'invention du premier transformateur à potentiel constant en 1885, les transformateurs sont devenus indispensables au transport, à la distribution et à l'utilisation de l'énergie électrique en courant alternatif. On rencontre une grande variété de transformateurs dans les applications électroniques et électriques. Leur taille varie considérablement, allant des transformateurs RF de moins d'un centimètre cube aux unités interconnectant le réseau électrique et pesant plusieurs centaines de tonnes.
Dans un réseau électrique, un appareillage de commutation regroupe les sectionneurs, fusibles et disjoncteurs utilisés pour commander, protéger et isoler les équipements électriques. Il sert à la fois à mettre hors tension les équipements pour permettre des interventions et à éliminer les défauts en aval. Ce type d'équipement est directement lié à la fiabilité de l'alimentation électrique.
Les premières centrales électriques utilisaient de simples interrupteurs à couteau ouverts, montés sur des panneaux isolants en marbre ou en amiante. L'augmentation rapide de la puissance et de la tension rendait l'ouverture manuelle des interrupteurs trop dangereuse, sauf pour l'isolement d'un circuit hors tension. Les équipements à bain d'huile permettaient de contenir et de contrôler l'énergie de l'arc électrique en toute sécurité. Au début du XXe siècle, un poste de commutation était constitué d'une structure métallique abritant des éléments de commutation à commande électrique, utilisant des disjoncteurs à bain d'huile. Aujourd'hui, les équipements à bain d'huile ont été largement remplacés par des systèmes à air comprimé, à vide ou à SF6, permettant ainsi un contrôle sûr des courants et des niveaux de puissance élevés grâce à des équipements automatiques.
Les appareillages de commutation haute tension ont été inventés à la fin du XIXe siècle pour actionner les moteurs et autres machines électriques. Cette technologie a été améliorée au fil du temps et peut désormais être utilisée avec des tensions allant jusqu'à 1 100 kV.
En règle générale, les appareillages de commutation des sous-stations sont situés à la fois du côté haute et basse tension des grands transformateurs de puissance.
