Les piliers des systèmes électriques : les transformateurs immergés dans l’huile
immergé dans l'huiletransformateursdemeurent le choix dominant pour l'énergie moyenne et haute tension distributionet utilisés dans le transport d'électricité à l'échelle mondiale, ils sont appréciés pour leur robustesse, leur efficacité et leur rentabilité. Leur principe de fonctionnement repose sur l'immersion du noyau et des enroulements du transformateur dans un fluide isolant diélectrique spécialisé, généralement de l'huile minérale, bien que des fluides à base d'esters, de plus en plus durables, soient utilisés.
Le noyau du transformateur, en acier au silicium laminé, et le bobinages en cuivre ou en aluminiumIls sont logés dans une cuve en acier étanche. Cette cuve est remplie d'huile isolante, qui remplit simultanément plusieurs fonctions essentielles. Elle sert principalement d'isolant électrique, empêchant la formation d'arcs électriques entre les composants sous tension et la cuve mise à la terre. De plus, elle agit comme un excellent fluide de refroidissement. Lors du fonctionnement du transformateur, les pertes (pertes par effet Joule et par effet Fer) génèrent de la chaleur. L'huile absorbe cette chaleur, circule naturellement (ou est forcée par des pompes dans les unités de plus grande taille) à travers des radiateurs ou des ailettes de refroidissement, dissipant la chaleur dans l'air ambiant. Ce transfert de chaleur efficace permet immergé dans l'huileDes transformateurs capables de supporter des puissances nominales et des surcharges très élevées, mieux que la plupart des autres solutions.
Les avantages sont importants :
Haute efficacité et densité de puissance: Capable de gérer des situations extrêmement difficiles hautes tensions(EHV) et puissances en mégawatts (MW) efficacement dans un espace relativement compact.
Refroidissement supérieurLes propriétés thermiques de l'huile assurent une excellente dissipation de la chaleur, permettant ainsi de supporter des charges élevées et soutenues.
Isolation efficace: Assure une rigidité diélectrique élevée, protégeant ainsi les composants internes.
Longue durée de vieCorrectement entretenus, ces transformateurs peuvent fonctionner de manière fiable pendant des décennies (plus de 30 ans).
rapport coût-efficacité: Offrent généralement un coût initial par kVA inférieur à celui des modèles à air sec pour des puissances nominales plus élevées.
Toutefois, il convient de prendre en compte les éléments suivants :
Risque d'incendieL'huile minérale est inflammable et nécessite des mesures de confinement spécifiques (bassins de rétention), des systèmes de protection contre l'incendie et une séparation des bâtiments.
Risque environnementalLes fuites de pétrole présentent des risques de contamination des sols et de l'eau.
Entretien: Nécessite un échantillonnage régulier de l'huile (DGA - Analyse des gaz dissous), des tests, une filtration et un remplacement potentiel au fil du temps.
Emplacement: Généralement installé à l'extérieur ou dans des bâtiments de sous-station dédiés et résistants au feu.
Applications: Omniprésent dans les sous-stations électriques (élévatrices, abaisseuses), les usines industrielles (fours, gros moteurs), les fermes d'énergie renouvelable (stations de collecte éoliennes/solaires) et partout où une gestion de puissance élevée à haut rendement est primordiale et où l'espace extérieur est disponible.