‌Différences entre les transformateurs de puissance et les transformateurs de distribution

‌Différences entre les transformateurs de puissance et les transformateurs de distribution

Niveaux de tension et puissances nominales :
Les transformateurs de puissance sont principalement utilisés dans ‌systèmes de transmission‌, fonctionnant à des niveaux de tension élevés tels que ‌110kV ou 220kV‌ avec de grandes capacités généralement ‌10 000 kVA ou plus‌.
Transformateurs de distributionsont principalement employés dans ‌systèmes de distribution‌, fonctionnant à des niveaux de tension moyens-à-bas comme ‌10kV et moins‌ avec des capacités plus petites en général ‌moins de 2 500 kVA‌.

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Les différences entre les transformateurs de distribution et les transformateurs de puissance se reflètent principalement dans leurs scénarios d'application et leur positionnement fonctionnel. Les transformateurs de distribution appartiennent à une catégorie spécifique au sein de la classe plus large des transformateurs de puissance, dédiés à l'extrémité du système de distribution.

Le communtransformateurs-montés sur poteauou les sous-stations de type boîte-que l'on voit dans les quartiers résidentiels ordinaires relèvent principalement des transformateurs de distribution. Leur tâche principale est la conversion de la tension aux bornes de 10 kV à 400 V. Ces transformateurs ont généralement des capacités allant de 30 kVA à 2 500 kVA. Structurellement, ils présentent souvent une conception immergée dans l'huile entièrement -immergée- avec des ailettes de refroidissement directement exposées à l'air.

 

Les transformateurs de puissance sont principalement utilisés pour-le transport et la transformation d'énergie à grande échelle dans de vastes zones telles que les grandes industries, les villes et les régions rurales. Les transformateurs de distribution, en revanche, sont principalement utilisés pour l'approvisionnement et la distribution d'électricité dans les petites zones urbaines ou rurales, telles que les complexes résidentiels, les usines, les mines, les bâtiments commerciaux et les ateliers industriels.

 

Le concept de transformateurs de puissance est plus large et englobe les équipements de conversion de tension utilisés à toutes les étapes de la production, du transport et de la distribution d'électricité. Aux sorties des grandes centrales électriques, on trouve des transformateurs massifs d'une capacité supérieure à 100 MVA. Ces unités sont chargées d'augmenter la tension de sortie du générateur de 10-20 kV jusqu'à des tensions ultra-hautes de 500 kV et plus. Les transformateurs des stations de conversion UHV peuvent même utiliser des structures de type divisé-, où une seule traversée peut peser jusqu'à 8 tonnes, nécessitant des plates-formes anti-vibrations spécialement construites.

 

Du point de vue des paramètres techniques :

• Les transformateurs de distribution doivent être conformes à la norme GB20052 pour les pertes à vide-, entraînant des pertes quotidiennes fixes d'environ 0,5-2,5 kW. Par exemple, un modèle spécifique de transformateur de distribution de 1 000 kVA a son impédance de court-circuit contrôlée entre 4 % et 6 % pour s'adapter aux caractéristiques de courant de court-circuit des réseaux de distribution.
• Les transformateurs de puissance varient considérablement en fonction des scénarios d'application. Un transformateur principal de 750 kV peut avoir une impédance de court-circuit-atteignant 14 %, avec des enroulements adoptant une structure de disque entrelacé pour résister aux contraintes à haute tension.

 

Concernant les environnements d’exploitation :

• Les transformateurs de distribution doivent résister à des conditions difficiles. Par exemple, les transformateurs de distribution à l'intérieur des unités principales en anneau dans une ville côtière peuvent utiliser spécifiquement des groupes vectoriels Dyn11 et être équipés de reniflards étanches à l'humidité-pour lutter contre la corrosion par brouillard salin.
• Les environnements de fonctionnement des transformateurs de puissance sont relativement plus contrôlés mais nécessitent des considérations particulières. Par exemple, un transformateur principal de 220 kV supportant un parc éolien dans le nord-ouest de la Chine peut être configuré avec des systèmes de filtration de poussière de sable et des amortisseurs sismiques.

 

Les méthodes de maintenance présentent des différences significatives. Les transformateurs de distribution adoptent généralement une conception-sans entretien, ne nécessitant qu'une surveillance de routine de la température avec des thermomètres infrarouges. Par exemple, un transformateur de distribution de type sec-dans un parc industriel a fonctionné en continu pendant 7 ans sans inspection centrale. Les exigences en matière de maintenance des transformateurs de puissance sont strictes ; les transformateurs principaux des sous-stations de 500 kV doivent subir une analyse par chromatographie à l'huile tous les 6 ans et une maintenance programmée en cas d'arrêt tous les 12 ans, impliquant plus de dix inspections spécialisées, notamment des tests de perte diélectrique des traversées et une détection de la déformation des enroulements.

 

En ce qui concerne le coût, le prix d'équipements de même valeur-peut différer des dizaines de fois. Un certain transformateur de distribution immergé dans l'huile de 1 000 kVA-a un prix de marché d'environ 120 000 ¥, tandis qu'un transformateur de puissance de 220 kV de capacité équivalente dépasse 3 000 000 ¥ en coût d'achat. Cette disparité provient des différentes qualités de matériaux d'isolation : les transformateurs de distribution utilisent un fil de cuivre standard de 0,3 mm pour les enroulements haute-tension, tandis que les transformateurs ultra-haute-tension utilisent des conducteurs transposés enveloppés de papier isolant de 4 mm.

 

Des cas inter-fonctionnels existent dans des applications pratiques. Le transformateur redresseur à 24-impulsions d'une station de métro de Shenzhen appartient à la catégorie des transformateurs de puissance tout en remplissant simultanément des fonctions de distribution de 1 500 V CC. Ces transformateurs spéciaux utilisent une structure à trois enroulements, permettant une suppression des harmoniques grâce à un réglage de phase, et intègrent les caractéristiques techniques des deux types de transformateur.

 

La sélection de l'équipement nécessite une considération primordiale des scénarios d'application. La distribution d'énergie résidentielle donne la priorité aux transformateurs de distribution économes en énergie S13-, dont les pertes à vide-de charge sont 30 % inférieures à celles des modèles plus anciens. Pour les scénarios de connexion au réseau de centrales photovoltaïques-, des transformateurs de puissance à double-enroulement divisé doivent être sélectionnés, permettant à la fois l'augmentation de 35 kV-et les exigences d'isolation entre les différentes unités de production. Une entreprise biopharmaceutique utilise des transformateurs de distribution à changement de tension en -prise en charge-avec une plage de réglage de tension de ±5 % pour garantir la qualité de l'alimentation électrique des instruments de précision.