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Qu'est-ce qu'un transformateur de puissance

 

 

Les transformateurs de puissance sont des instruments électriques utilisés pour transmettre l'énergie électrique d'un circuit à un autre sans changer la fréquence. Ils fonctionnent selon le principe de l'induction électromagnétique. Ils sont utilisés pour transmettre l’énergie électrique entre les générateurs et les circuits primaires de distribution.

 

 
Avantages du transformateur de puissance
 
01/

Principe de fonctionnement simple
Le principe de fonctionnement d'un transformateur est simple à comprendre. Ils sont essentiellement constitués d'un enroulement, de deux enroulements ou de plusieurs enroulements de nombres de tours différents autour d'un noyau magnétique. Les transformateurs élévateurs-montants et-descendants sont rendus possibles en faisant varier le nombre de tours sur un enroulement. Le transformateur est l’un des composants électriques les plus simples à comprendre.

02/

Le coût des transformateurs est relativement faible
La transmission, la distribution et l'isolation électrique de la tension sont toutes assurées par des transformateurs, qui sont des composants relativement peu coûteux. Les petits transformateurs intégrés aux circuits électriques sont des composants-à faible coût. Les transformateurs plus gros et utilisés pour la distribution électrique sont plus chers. C’est le plus grand avantage des transformateurs électriques.

03/

Multiplier les points de prises électriques
Différents niveaux de tension peuvent être extraits de plusieurs points de prise sur certains transformateurs. Un circuit comprenant des composants fonctionnant à différents niveaux de tension peut en bénéficier. Les points de prise électrique sont généralement basés sur la tension d'alimentation entrante ou sur la tension de l'enroulement primaire.

04/

Possibilité de connexion en sens inverse
Il est possible d'utiliser certains transformateurs de deux manières différentes. Certains transformateurs peuvent être connectés en inverse-, ils peuvent donc être utilisés comme transformateurs abaisseurs-ou élévateurs-.

05/

Il n'y a pas de pièces mobiles dans Transformers
L'induction électromagnétique transfère l'énergie à travers les enroulements des transformateurs sans aucune pièce mécanique mobile.

06/

Composants efficaces
Un transformateur est un appareil électrique-économe en énergie environ 97 % du temps. Il est élevé pour un composant électrique car il y a souvent diverses pertes d’énergie, notamment de chaleur, de bruit et de vibrations.

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Comment fonctionnent les transformateurs de puissance

Les transformateurs électriques s'appuient sur la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique pour fonctionner. La loi stipule que l’intensité de la force électromagnétique induite est identique à la vitesse à laquelle le courant change.
Pour expliquer cette loi en termes simples, considérons le scénario suivant : chaque fois qu'un courant traverse un conducteur, une force électromagnétique est créée le long du trajet du courant. La force de la force électromagnétique, qui porte le nom technique de « densité de flux magnétique », est proportionnelle ou égale à la quantité de courant électrique qui circule à travers le matériau. Plus le courant est fort, plus le champ électromagnétique environnant est important et vice-versa.
Cela suppose que le courant est stable et se déplace à un rythme constant. Le courant alternatif, celui que l'on trouve dans les lignes électriques, est constitué d'électrons dont le flux et la polarité changent constamment.
Faraday a noté que lorsque le courant fluctuait, le champ magnétique généré fluctuait également, ce qui donnait naissance à un autre courant électrique. Par exemple, si nous plaçons un autre conducteur à côté de notre premier conducteur qui reçoit un courant électrique fluctuant, le champ électromagnétique du premier conducteur générera du courant et le transmettra au deuxième conducteur.
Le courant circulant dans le premier conducteur est appelé courant primaire et celui nouvellement généré et circulant dans le deuxième conducteur est appelé courant secondaire. Le courant secondaire passe essentiellement à travers un espace vide (air) d’un conducteur à un autre.
Les transformateurs utilisent ce concept de courant secondaire pour réguler la puissance. Veuillez noter que l'application peut varier en fonction du type de transformateur, par exemple les transformateurs élévateurs ou abaisseurs.

 

Importance des transformateurs de puissance

Transfère efficacement l’énergie électrique –Les transformateurs de puissance sont très importants pour un système d’alimentation électrique. Ils contribuent à la transmission efficace et sûre de la puissance, ce qui contribue à réduire les pertes de puissance. Lorsque les transformateurs de puissance transfèrent de l’énergie sur de longues distances, une partie de l’énergie est perdue au cours du processus. Mais à l’aide d’un transformateur de puissance, il est possible de réduire cette perte. Cela se fait en régulant la tension de l’énergie électrique pour une transmission efficace.


Convient à de multiples applications industrielles et commerciales –Les transformateurs de puissance sont grandement utiles dans les applications industrielles et commerciales. Il est utile pour la production, le transport et la distribution d’électricité sur de longues distances. Les transformateurs de puissance sont également utiles pour abaisser la tension au niveau requis dans les bâtiments commerciaux pour faire fonctionner les ascenseurs, les systèmes CVC et d'autres équipements. Il est utilisé dans la production, l’extraction et le raffinage du pétrole et du gaz. Les transformateurs de puissance conviennent mieux aux fermes solaires, aux éoliennes et à d’autres systèmes d’énergie renouvelable. Ils sont également utilisés dans différentes installations industrielles.


Protège le système électrique contre les dommages –C’est également crucial pour les transformateurs de puissance. Les transformateurs de puissance comprennent plusieurs composants de protection tels que des disjoncteurs et des fusibles. Ils aident à prévenir les dommages au système électrique et aux machines lourdes-. C’est également l’une des principales raisons pour lesquelles ils sont utilisés dans les industries dotées de machines lourdes.

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Autres parties des transformateurs de puissance

 

 

Matériaux isolants
Des matériaux isolants sont utilisés pour isoler les enroulements du noyau, des enroulements primaire et secondaire ainsi que de chaque spire des enroulements. Ces matériaux protègent le transformateur des dommages. Les isolateurs de transformateur doivent avoir une rigidité diélectrique élevée, de bonnes propriétés mécaniques et pouvoir résister à des températures élevées.
Le papier et le carton peuvent être utilisés comme isolants (c'est-à-dire des transformateurs de type sec-) ; les huiles de transformateur sont plus courantes que les matériaux isolants solides. Ils offrent une isolation améliorée entre les pièces conductrices, agissent comme un liquide de refroidissement pour l'ensemble bobine et enroulements et disposent de fonctionnalités de détection de défauts. Les huiles minérales hydrocarbonées composées d’aromatiques, de paraffine, de naphtène et d’oléfines sont utilisées comme huiles de transformateur. La contamination par l'huile doit être évitée pour préserver les propriétés diélectriques et les caractéristiques isolantes de l'huile.

 

Changeur de robinet
Les changeurs de prises sont des dispositifs qui régulent la tension de sortie du transformateur car il réagit en conséquence aux variations de tension d'entrée et de charge en ajustant le nombre de tours dans un enroulement. Cet ajustement modifie donc le rapport de virage. Dans des conditions de décharge, la tension de sortie augmente, tandis que dans des conditions de charge, la tension de sortie diminue. Les changeurs de prises sont généralement connectés dans l'enroulement HT pour effectuer des régulations fines de tension et minimiser les pertes dans le noyau du transformateur. Le courant est également plus faible dans l'enroulement HT, ce qui minimise le risque d'étincelles et d'inflammation de l'huile du transformateur.
Il existe deux types de changeurs de prises. Les changeurs de prises en charge sont conçus pour exploiter la tension sans perturber le flux de courant vers la charge. Alors que les changeurs de prises à décharge nécessitent de déconnecter la charge du transformateur avant de fonctionner.

 

Bagues dans les transformateurs
Les traversées sont des barrières isolées qui contiennent la borne qui connecte le conducteur transportant le courant-d'un réseau électrique aux extrémités des enroulements du transformateur. L'isolation de la traversée est généralement en porcelaine ou en résine époxy. Les bagues sont montées sur le réservoir principal.

 

Réservoir de transformateur
Le réservoir du transformateur (ou le réservoir principal) abrite et protège le noyau, les enroulements et les autres composants de l'environnement extérieur. Il sert de récipient pour l’huile du transformateur. Il est construit à partir de plaques d'acier laminées ou de feuilles d'aluminium.

 

Types de transformateurs de puissance
 

Transformateurs élévateurs-montants et-abaisseurs :Ces transformateurs sont utilisés pour augmenter ou diminuer le niveau de tension d'une alimentation CA. Un transformateur élévateur-a plus de spires dans l'enroulement secondaire que dans l'enroulement primaire, tandis qu'un transformateur abaisseur-a moins de spires dans l'enroulement secondaire que dans l'enroulement primaire.

 

Transformateurs monophasés-et triphasés- :Ces transformateurs sont utilisés pour gérer les alimentations CA monophasées-ou triphasées. Un transformateur monophasé-a un enroulement primaire et un enroulement secondaire, tandis qu'un transformateur triphasé-a trois enroulements primaires et trois enroulements secondaires connectés en configuration étoile ou triangle.

 

Deux-enroulements et autotransformateurs :Ces transformateurs ont soit deux enroulements séparés, soit un enroulement commun pour les circuits primaire et secondaire. Un transformateur à deux-enroulements est utilisé lorsque le rapport de tension est supérieur à 2, tandis qu'un autotransformateur est utilisé lorsque le rapport de tension est inférieur à 2.

 

Transformateurs de distribution et de puissance :Ces transformateurs sont utilisés à différentes fins dans le réseau électrique. Un transformateur de distribution est utilisé pour abaisser la tension pour la distribution aux utilisateurs domestiques ou commerciaux. Il a une bonne régulation de tension et fonctionne à pleine charge ou presque la plupart du temps. Un transformateur de puissance est utilisé pour augmenter ou diminuer la tension nécessaire au transport entre les centrales électriques et les sous-stations. Il a une mauvaise régulation de tension et fonctionne à des charges variables en fonction de la demande.

 

Transformateurs de mesure :Ces transformateurs sont utilisés pour mesurer des tensions et des courants élevés dans un circuit en les abaissant à des valeurs inférieures pouvant être mesurées par des instruments conventionnels. Ils comprennent les transformateurs de courant (CT) et les transformateurs de potentiel (PT).

 

Transformateurs de type-refroidis à l'huile et-à sec :Ces transformateurs diffèrent par leurs méthodes de refroidissement. Les transformateurs refroidis à l'huile-utilisent de l'huile minérale comme fluide de refroidissement qui circule à travers les radiateurs ou les échangeurs de chaleur. Les transformateurs de type sec-utilisent l'air comme moyen de refroidissement qui circule à travers des évents ou des ventilateurs.

 

Transformateurs de type noyau et type coque :Ces transformateurs diffèrent par la forme de leur noyau et la disposition de leurs enroulements. Un transformateur de type noyau-a un noyau rectangulaire avec deux branches verticales et une culasse horizontale. Les enroulements sont cylindriques et concentriques et sont placés sur les deux branches. Un transformateur de type coque-a une branche centrale et deux branches extérieures qui forment une coque autour des enroulements. Les enroulements sont pris en sandwich entre les membres et comportent plusieurs couches.

 

Transformateurs extérieurs et intérieurs :Ces transformateurs diffèrent par leurs emplacements d'installation et leurs niveaux de protection. Les transformateurs extérieurs sont conçus pour résister à des conditions météorologiques difficiles et sont généralement refroidis à l'huile et enfermés dans des réservoirs métalliques. Les transformateurs d'intérieur sont conçus pour fonctionner dans des environnements contrôlés et sont généralement de type sec-et enfermés dans des armoires métalliques.

 

Caractéristiques du transformateur de puissance
 
 
 
 

 

Puissance nominale

3 MVA à 200 MVA

Tensions primaires typiques

11, 22, 33, 66, 90, 132, 220 kV

Tensions secondaires typiques

3,3, 6,6, 11, 33, 66, 132 kV

Étapes

Transformateurs monophasés ou triphasés-

Fréquence nominale

50 ou 60 Hz

Type de refroidissement

Refroidissement forcé à air pulsé par huile

Installations

Extérieur ou intérieur

Tapotement

Changeurs de prises en charge-ou hors charge-

 

Les différences entre les transformateurs de puissance et les transformateurs de distribution
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Type de réseau
Le premier paramètre à considérer est le type de réseau qui convient aux deux types de transformateurs.
Les transformateurs de puissance et les transformateurs de distribution fonctionnent mieux lorsqu'ils sont utilisés pour certains types de réseaux. Les transformateurs de puissance sont utilisés dans les réseaux de transport haute tension et les transformateurs de distribution sont utilisés dans les réseaux de distribution basse tension.

 

Taille
Les transformateurs de puissance sont beaucoup plus gros que les transformateurs de distribution car ils sont conçus avec davantage de spécifications à l'esprit.

 

Efficacité conçue
Les transformateurs de puissance sont les premiers transformateurs d'un circuit complet d'un système électrique, car ils sont utilisés à la source. Ils sont conçus pour donner un rendement maximal, soit environ 99,5 %. Les transformateurs de distribution sont conçus pour fournir un rendement de 50 à 70 %.

 

Disponibilité des notes
Les transformateurs de puissance ont des unités disponibles pour des tensions nominales comprises entre 33 kV et 700 kV. En comparaison, les transformateurs de distribution sont utilisés dans des réseaux à tension beaucoup plus basse et ont des tensions nominales comprises entre 230 V et 33 kV.

 

Formule d'efficacité
La formule d'efficacité d'un transformateur de puissance est un simple rapport entre la puissance de sortie du transformateur et sa puissance d'entrée. D'autre part, la formule d'efficacité d'un transformateur de distribution est mesurée en prenant le rapport entre la sortie du transformateur et l'entrée en kilowattheures-heures. Cette mesure est effectuée sur des périodes de 24 heures.

 

Application
Les transformateurs de puissance sont utilisés dans les centrales électriques et les sous-stations de transport d'électricité. Les transformateurs de distribution facilitent la consommation domestique et industrielle d'énergie électrique.

 

Évaluation maximale de l'utilisation
Un transformateur de puissance doit fournir de l’énergie au reste du système, il doit donc être capable de gérer le flux d’énormes quantités d’énergie électrique à tout moment. Les transformateurs de puissance ont généralement une puissance nominale maximale de 200 MVA ou plus. Les transformateurs de distribution doivent fournir beaucoup moins de puissance et ont une puissance nominale inférieure à 200 MVA.

 

État de fonctionnement
Les transformateurs de puissance fournissent de l'énergie à davantage de charges et fonctionnent toujours à pleine charge. Les transformateurs de distribution fonctionnent à une charge inférieure à la pleine charge.

 

Densité du flux
Les transformateurs de puissance ont une densité de flux supérieure à celle des transformateurs de distribution.

 

Fluctuations de charge
La charge connectée à un transformateur de distribution représente une plus petite partie du système électrique que la charge totale connectée à un transformateur de puissance. la charge fluctue constamment dans le cas d'un transformateur de distribution, mais rarement pour les transformateurs de puissance.

 

Usage
Les transformateurs de puissance et les transformateurs de distribution ont des fonctions différentes. Les transformateurs de puissance remplissent plusieurs fonctions dans les réseaux haute tension qui nécessitent d'augmenter ou de diminuer la tension selon les besoins. Les transformateurs de distribution ne sont utilisés que pour connecter les utilisateurs finaux-au système électrique afin de faciliter un flux d'énergie unidirectionnel en abaissant la tension.

 

Conception du noyau
La dernière différence entre les deux types réside dans leur conception de base. Les transformateurs de puissance doivent fonctionner avec une efficacité maximale, ce qui n'est possible que lorsque la conception du noyau permet une densité de flux maximale. Ces noyaux sont également destinés à fonctionner près du point de saturation de la courbe B-H. Cela permettra aux concepteurs de réduire la masse centrale.

 

 
Notre usine

 

Les produits ont passé les certifications SGS, intertek, CCC, CE et autres certifications internationales. Bruit, installation facile, économie d'énergie et réduction des émissions, longue durée de vie, etc. Le cycle de production du produit est court, facile à installer et livraison rapide. À l'heure actuelle, l'entreprise compte plus d'usines. Notre équipe est composée d'ingénieurs très professionnels. Nous nous efforçons de vous livrer à temps dans les limites du budget des équipements électriques et de fournir une excellente qualité de produit. Vous offre l'expérience ultime.

 

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Certificat

 

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FAQ
 

Q : Comment assurer le bon fonctionnement de votre transformateur de puissance ?

R : La clé pour garantir la fiabilité et la longévité de votre transformateur de puissance est de l’entretenir et de le tester correctement. Un entretien régulier, tel que le nettoyage et le serrage des connexions, peut aider à prévenir les pannes et à prolonger la durée de vie de votre transformateur. De plus, des tests réguliers des transformateurs de puissance, y compris des tests de charge, peuvent aider à identifier les problèmes potentiels avant qu'ils ne deviennent des problèmes majeurs.

Q : Comment puis-je choisir le transformateur adapté à mes besoins ?

R : Vous devez d’abord considérer la charge que vous ferez passer par le transformateur. Cela déterminera la capacité du transformateur, mesurée en kVA (kilovolt-ampères). De plus, vous devrez prendre en compte la tension et la fréquence de l'alimentation, ainsi que le type de transformateur dont vous aurez besoin (par exemple, type sec-, immergé dans l'huile-, etc.). En général, il est préférable de s'adresser à un distributeur d'alimentations qualifié pour en savoir plus sur le dimensionnement des transformateurs de puissance.

Q : Quand pouvez-vous inverser la connexion d’un transformateur ?

R : La connexion inversée d'un transformateur se produit lorsque les enroulements primaire et secondaire sont commutés. Cela peut être fait dans certaines situations, par exemple lorsque le transformateur est utilisé pour abaisser la tension plutôt que pour l'augmenter. Cependant, il est important de noter que la connexion inversée-d'un transformateur peut endommager le transformateur et doit être effectuée avec prudence ou complètement évitée.

Q : Les transformateurs peuvent-ils modifier la fréquence d’alimentation ?

R : Les transformateurs ne sont pas conçus pour modifier la fréquence de l’alimentation. Au lieu de cela, ils sont conçus pour transférer l’énergie électrique d’un circuit à un autre, l’enroulement primaire étant connecté à l’alimentation entrante et l’enroulement secondaire connecté à l’alimentation sortante. Pour modifier la fréquence de l'alimentation, vous aurez besoin d'un convertisseur de fréquence.

Q : De quel type de transformateur ai-je besoin pour l’équipement importé ?

R : Le type de transformateur dont vous aurez besoin pour l’équipement importé dépendra de la tension et de la fréquence de l’alimentation dans le pays d’origine. Il est important de noter que tous les pays n'ont pas la même tension et la même fréquence, vous devez donc vérifier les spécifications correctes du transformateur de puissance avant d'acheter un transformateur. Si vous cherchez simplement à utiliser un appareil importé ou à utiliser vos appareils électroniques dans un autre pays, un convertisseur standard de 110 V à 220 V devrait parfaitement fonctionner pour les appareils à faible courant-.

Q : Comment améliorer l’efficacité du transformateur de puissance ?

R : Il existe plusieurs façons d’améliorer l’efficacité d’un transformateur de puissance. L’un des moyens les plus simples consiste à utiliser des équipements ayant un indice d’efficacité plus élevé, tel que spécifié par les fabricants de transformateurs de puissance. De plus, une maintenance et des tests de charge régulièrement programmés peuvent contribuer à améliorer l’efficacité en identifiant et en résolvant les problèmes potentiels.

Q : Comment protéger les transformateurs de puissance contre les pannes de courant ?

R : Les pannes de courant et événements similaires peuvent causer des dommages importants aux transformateurs de puissance. Pour protéger vos transformateurs, il est important de disposer d’un générateur de secours en cas de panne de courant. De plus, l’installation de dispositifs de protection contre les surtensions peut aider à se protéger contre les pics de tension et autres dangers similaires.

Q : Comment puis-je réduire l’impact environnemental de mon équipement de transformateur ?

R : Une façon de réduire l'impact environnemental de votre équipement consiste à utiliser des transformateurs-sans huile. Les transformateurs sans huile-, également appelés transformateurs de type sec-ou refroidis par air-, n'utilisent pas d'huile comme moyen de refroidissement et d'isolation comme les transformateurs traditionnels. Au lieu de cela, ils utilisent de l'air ou d'autres gaz non-toxiques pour refroidir le transformateur et des matériaux d'isolation solides, tels que l'époxy ou le silicone, pour isoler les enroulements.

Q : Quelles sont les pannes majeures du transformateur de puissance ?

R : La défaillance la plus courante des transformateurs est la dégradation de l'isolation due aux conditions de surcharge, aux surtensions de commutation, à la foudre, etc. Le chauffage du transformateur peut augmenter la température du système d'isolation et éventuellement diminuer l'efficacité de l'isolation.

Q : Qu'est-ce qui est typique d'un transformateur de puissance ?

R : Résumé. Les transformateurs de puissance sont des instruments électriques statiques utilisés pour transmettre l'énergie électrique d'un circuit à un autre sans faire varier la fréquence. Ils ont une plage de tension variant entre 33 kV et 400 kV.

Q : Comment choisir un transformateur de puissance ?

R : Étape 1 : Définissez vos caractéristiques de charge.
Étape 2 : Choisissez votre type de transformateur.
Étape 3 : Évaluez la configuration de votre système.
Étape 4 : Tenez compte de vos conditions environnementales.
Étape 5 : Comparez vos besoins en matière de maintenance.
Étape 6 : Analysez votre-rentabilité.

Q : De quel courant les transformateurs ont-ils besoin ?

R : Les transformateurs fonctionnent uniquement sur courant alternatif (ac). Le courant dans la bobine primaire la transforme en électro-aimant. Le courant en constante évolution produit un champ magnétique en constante évolution dans un noyau de fer.

Q : Quelle est la cause la plus courante de dommages aux transformateurs ?

R : Une décharge partielle présente lors des tests de tension indique souvent une sorte de défaillance mécanique. Les pannes électriques impliquent généralement des surtensions de ligne, qui constituent une cause très courante de panne de transformateur. Les pointes de tension, les surtensions de commutation et les défauts de ligne sont quelques-unes des causes courantes de panne électrique.

Q : Quel est le facteur le plus important pour concevoir un transformateur de puissance ?

R : Un transformateur idéal aurait un couplage parfait (pas d'inductance de fuite), une régulation de tension parfaite, un courant d'excitation parfaitement sinusoïdal, aucune hystérésis ni perte par courants de Foucault et un fil suffisamment épais pour supporter n'importe quelle quantité de courant.

Q : Comment puis-je savoir de quelle taille de transformateur j'ai besoin ?

R : Notez la tension de charge.
Ensuite, notez le courant de charge.
Multipliez la tension par le courant.
Divisez le résultat par 1000.
Le résultat est le kVA minimum (kilovolt-ampères) pour un transformateur monophasé-.

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