Qu'est-ce qu'un transformateur de puissance immergé dans l'huile OLTC à double enroulement ?

I. Définition du produit et interprétation du modèle

Le transformateur de puissance immergé dans l'huile à tension de charge régulée à double enroulement fait référence à :

• Double enroulement : Il ne contient que deux jeux d'enroulements haute tension et basse tension. La structure est plus simple que celle à trois enroulements et convient à la conversion d'un seul niveau de tension.

• Régulation de tension en charge : équipé d'un changeur de prises en charge (OLTC), qui peut commuter la prise pour ajuster le rapport de transformation et stabiliser la tension de sortie lorsque le transformateur fonctionne sous charge sans interrompre l'alimentation électrique.

• Type immergé dans l'huile : le corps de l'appareil est immergé dans l'huile isolante. L'huile a les fonctions d'isolation, de dissipation thermique et d'extinction d'arc. Il adopte généralement un réservoir d'huile ondulé ou une structure de conservateur d'huile.

Exemple de modèle typique : SZ11-31500/35

• S : triphasé

• Z : régulation de tension en charge (sans cette lettre, cela signifie généralement régulation de tension sans excitation)

• 11 : Code de niveau de performance (correspondant aux niveaux d'efficacité énergétique tels que S13/S20/S22 et autres itérations)

• 31 500 : Capacité nominale (kVA)

• 35 : Tension nominale du côté haute tension (kV)

II. Composition de la structure de base

La structure de ce produit peut être divisée en les systèmes de base suivants :

1. Composants du corps

• Noyau de fer : Il adopte des tôles d'acier au silicium laminées à froid à grains orientés à haute perméabilité magnétique et une structure empilée à joints entièrement obliques pour réduire les pertes à vide et le bruit.

• Bobinage : Structure concentrique à double enroulement, l'enroulement haute tension est équipé de plusieurs groupes de prises menant au changeur de prises ; l'enroulement basse tension utilise principalement une feuille de cuivre ou un fil de cuivre sans oxygène pour améliorer la résistance mécanique et la résistance aux courts-circuits.

2. Dispositif de régulation de pression (différence fondamentale)

• Changeur de prises en charge (OLTC) : contient un sélecteur, un interrupteur inverseur, une résistance de transition ou une ampoule à vide. Il dispose de structures indépendantes d'extinction d'arc et de chambre à huile pour empêcher les carbures générés par la commutation de contaminer l'huile isolante du réservoir principal. Il dispose d'un processus de transition « d'abord faire puis couper » pour assurer la continuité du courant.

3. Réservoir de carburant et système d'huile

• Réservoir de carburant : Il est divisé en réservoir de carburant ondulé (entièrement scellé, sans entretien, expansion et contraction avec la température de l'huile) ou réservoir de carburant avec conservateur d'huile (équipé d'un absorbeur d'humidité et d'une jauge de niveau d'huile).

• Huile isolante : joue le rôle d'isolant et de fluide réfrigérant. La tension de claquage et la teneur en traces d'eau doivent être surveillées régulièrement.

4. Système de protection et de contrôle auxiliaire

• Équipé d'un relais à gaz (protection contre les gaz), d'une soupape de surpression, d'un thermomètre (température supérieure de l'huile/point chaud de l'enroulement) et d'un contrôleur de tension automatique (AVC) en option pour obtenir un réglage automatique ou à distance des vitesses.

III. Principe de fonctionnement : Comment réaliser une « régulation de tension sous tension » ?

Son principe de base repose toujours sur la loi de l'induction électromagnétique (U_1/U_2 = N_1/N_2). Le cœur de la régulation de tension consiste à modifier le nombre effectif de tours N_1 de l'enroulement haute tension :

• Lorsque la tension est basse : le contrôleur demande au changeur de prises de fonctionner, d'augmenter le nombre de tours du côté haute tension (passer à une vitesse basse) et d'augmenter le rapport de transformation, augmentant ainsi la tension de sortie du côté secondaire.

• Lorsque la tension est élevée : réduisez le nombre de tours du côté haute tension (passage à un niveau élevé), réduisez le rapport de transformation et réduisez la tension du côté secondaire.

Processus de commutation en charge (clé) :

Au moment de la commutation, le circuit de transition (y compris la résistance de transition) relie deux prises adjacentes, limitant le courant de circulation et complétant l'extinction de l'arc, réalisant ainsi un transfert ininterrompu du courant de charge sans coupure de courant pendant tout le processus.

IV. Caractéristiques techniques unet avantages

• Haute continuité d'alimentation : différente de la régulation de tension sans excitation (qui nécessite un ajustement en cas de coupure de courant), la régulation de tension en charge réalise une correction de tension dynamique, particulièrement adaptée aux charges sensibles à la tension ou ne pouvant pas être mises hors tension (telles que les lignes de production de semi-conducteurs et les hôpitaux).

• Qualité de tension contrôlable : la plage de régulation de tension est généralement de ±10 % ou ±15 % (par exemple 35±3×2,5 %), ce qui peut compenser efficacement les chutes de tension de ligne et les fluctuations du réseau électrique.

• Forte dissipation thermique et capacité de surcharge : la structure immergée dans l'huile est associée à un radiateur à puce ou à un refroidissement par air (ONAF), adapté au fonctionnement à long terme de moyennes et grandes capacités (telles que 800 ~ 31 500 kVA ou même plus).

• Amélioration de l'efficacité énergétique : la plupart des produits modernes sont conformes à la norme d'efficacité énergétique GB 20052-2020 (niveau S22/S20) et la perte à vide est nettement inférieure à celle des modèles plus anciens (S9/S11).

V. Scénarios d'application typiques

1. Sous-station régionale et réseau de distribution : transformateur de sous-station principal 35kV/10kV ou 110kV/10kV, utilisé pour ajuster la tension d'alimentation afin d'assurer la qualité de l'électricité résidentielle et commerciale.

2. Entreprises industrielles et minières et industries lourdes : les scénarios de charges d'impact tels que l'acier, les produits chimiques et l'aluminium électrolytique nécessitent une régulation de tension fréquente pour compenser les décalages de tension causés par de graves fluctuations de charge.

3. Nouveau raccordement au réseau énergétique (énergie photovoltaïque/éolienne) : La tension du côté de la production d'électricité fluctue considérablement en raison des influences environnementales. La régulation de la tension en charge peut stabiliser la tension du bus de la station de surpression et répondre aux spécifications de connexion au réseau.

4. Transformation du réseau électrique rural : le rayon d’alimentation est long et la tension aux bornes est faible. Les problèmes de basse tension sont améliorés grâce à la régulation de la tension en charge, remplaçant les anciens transformateurs de distribution à pertes élevées.

VI. Points clés de la sélection, de l'exploitation et de la maintenance

• Capacité et impédance de court-circuit : la marge de charge doit être calculée (il est recommandé de laisser 10 % à 15 %) et l'impédance de court-circuit doit correspondre au niveau de courant de court-circuit du système (généralement 4 % à 10 %).

• Plage de prise et type de commutateur : sélectionnez une plage de ± 10 % ou plus en fonction de la fluctuation de tension du réseau électrique local ; confirmer si le mécanisme de commande est une commande SCADA manuelle, électrique ou à distance.

• Focus sur l'exploitation et la maintenance : concentrez-vous sur la surveillance de l'analyse par chromatographie sur huile (DGA) du changeur de prises en charge et soyez attentif à la présence d'acétylène (risque de décharge) ; vérifier régulièrement le nombre de manœuvres des interrupteurs et l'usure des contacts, et effectuer l'entretien du levage du noyau ou de la vidange selon les prescriptions du constructeur.

Résumé:Les transformateurs de puissance immergés dans l'huile OLTC à double enroulement restent l'équipement principal dans le domaine actuel de la distribution d'énergie moyenne et haute tension en raison de leur haute fiabilité, de leurs capacités de régulation de tension continue et de leur technologie d'isolation par huile mature. Avec l'amélioration des normes d'efficacité énergétique et le développement de l'intelligence (surveillance en ligne, régulation automatique de la tension), son rôle de support de tension dans les nouveaux systèmes électriques deviendra plus important.