Qu'est-ce qu'un transformateur de puissance

Qu'est-ce qu'un transformateur de puissance

Un transformateur de puissance est un appareil électrique fixe qui utilise le principe de l'induction électromagnétique pour convertir le courant alternatif (AC) d'un niveau de tension et de courant en CA de la même fréquence mais avec un ou plusieurs niveaux de tension et de courant différents. En d’autres termes, il s’agit d’un dispositif conçu pour transformer une tension (ou un courant) alternatif d’une certaine valeur en une autre tension (ou courant) d’une ou plusieurs valeurs différentes à la même fréquence. Les transformateurs de puissance font partie des principaux équipements des centrales électriques et des sous-stations.

Quel est le principe de fonctionnement de base ?

Basée sur la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique, la formule de base est la suivante : rapport de tension ≈ rapport de spires (U1/U2 ≈ N1/N2) :

Couplage magnétique : lorsqu'un courant alternatif circule dans l'enroulement primaire, il génère un flux magnétique alternatif dans le noyau.

Force électromotrice induite : Le flux magnétique traverse l'enroulement secondaire, induisant une force électromotrice.

Transfert d'énergie : l'énergie électrique est transférée « sans fil » du côté primaire au côté secondaire via le champ magnétique, réalisant ainsi l'isolation électrique et la transformation de tension.

Quelle est la fonction d’un transformateur de puissance ?

Les transformateurs de puissance transforment la tension, isolent les sources d'énergie et transmettent l'énergie électrique ; ce sont des équipements clés dans les systèmes électriques pour réaliser la conversion du niveau de tension et garantir une alimentation électrique sûre.

1. Fonction principale : transformation de tension (augmentation + abaissement)

Intensification : les centrales électriques génèrent une tension relativement basse. L'utilisation d'un transformateur pour augmenter la tension permet la transmission d'énergie sur de longues distances, réduisant considérablement les pertes en ligne et améliorant l'efficacité de la transmission.

Réduction : au fur et à mesure que l'alimentation est fournie à l'utilisateur, elle est réduite par étapes pour devenir une alimentation basse tension sûre et utilisable (par exemple, 0,4 kV/220 V).

2. Isolation électrique

Il n'y a qu'un couplage magnétique entre les enroulements haute et basse tension, sans connexion électrique directe. Cela permet d'obtenir :

Isolation de sécurité entre le personnel et l'équipement, suppression des interférences et réduction de l'impact des défauts à la terre.

3. Transformation actuelle

À mesure que la tension augmente, le courant diminue ; à mesure que la tension diminue, le courant augmente, répondant ainsi aux exigences de courant des différentes charges.

4.Transformation d'impédance

Modification de l'impédance équivalente du système pour se coordonner avec la protection du relais et améliorer la stabilité du système.

A quoi servent les transformateurs de puissance ?

Ils sont largement utilisés dans l'éclairage, les équipements électriques de machines-outils, les équipements mécaniques et électroniques, les équipements médicaux, les unités de redressement, l'armée, l'aérospatiale et d'autres domaines. Les performances du produit répondent à diverses exigences particulières des utilisateurs.

Quels sont les principaux composants d’un transformateur de puissance ?

A. Déshydratant (cartouche de gel de silice) : Rempli de gel de silice, il relie l'huile isolante du réservoir d'huile (réservoir d'huile) à l'atmosphère. Le déshydratant absorbe l'humidité et les impuretés de l'air pour maintenir les bonnes performances d'isolation des enroulements internes ; la décoloration ou la détérioration du gel de silice peut facilement provoquer un blocage.

B. Jauge de niveau d'huile: Indique le niveau d’huile du transformateur. Généralement, le niveau se situe autour de +20°C. Si le niveau est trop élevé, l'huile doit être vidangée ; si le niveau est trop bas, il faut ajouter de l'huile. En hiver, lorsque les températures sont basses et la charge légère, le niveau d'huile change peu ou baisse légèrement. En été, lorsque la charge est lourde, la température de l'huile augmente et le niveau d'huile augmente également légèrement ; les deux scénarios sont normaux.

C. Réservoir d'huile: Régule le volume d'huile dans le réservoir pour éviter une oxydation excessive de l'huile du transformateur ; il comporte un port de remplissage en haut.

D. Soupape de décharge contre les explosions: Évite les risques d'explosion provoqués par une augmentation soudaine de la pression à l'intérieur du réservoir suite à des accidents.

E. Thermomètre à signal: Surveille la température de fonctionnement du transformateur et émet une alerte. Il indique la température de la couche supérieure d’huile ; la température des enroulements du transformateur est généralement supérieure de 10 °C à celle de la couche supérieure d’huile. Les normes nationales stipulent : La température maximale de fonctionnement des enroulements du transformateur est de 105°C ; (c'est-à-dire lorsque la température ambiante est de 40°C), la température supérieure de l'huile ne doit pas dépasser 95°C. Il est généralement recommandé de régler la température de surveillance (température supérieure de l'huile) à 85 °C ou moins.

F. Changeur de prises: Modifie le rapport de tension en modifiant le nombre de tours dans l'enroulement haute tension via le changeur de prises.

G. Relais de signal de gaz: (Relais de gaz) Fournit une protection contre les signaux de gaz légers et lourds. Le contact supérieur déclenche un signal de gaz léger, généralement utilisé pour la signalisation d'alarme afin d'indiquer un fonctionnement anormal du transformateur ; le contact inférieur déclenche un signal de gaz lourd qui, lors de son activation, envoie un signal d'alarme tout en déclenchant simultanément le disjoncteur, provoquant le déclenchement du transformateur et déclenchant une alarme ; Normalement, un relais à gaz est rempli d'huile, indiquant l'absence de gaz. Lorsque le gaz pénètre dans le réservoir, il s'écoule dans le relais de gaz ; une fois atteint un certain niveau, le gaz déplace l’huile, provoquant l’ouverture des contacts. Ouvrez le couvercle extérieur du relais à gaz ; il y a deux tiges de réglage sur le dessus. Dévissez l'un des bouchons pour libérer le gaz du relais ; l'autre tige de réglage est le bouton de test de fonctionnement de la protection. Lors de l'exécution d'opérations sous tension, des gants isolés doivent être portés et la sécurité doit être soulignée.

Mise à la terre des transformateurs de puissance

1. Le boîtier du transformateur doit être mis à la terre de manière fiable. Le conducteur neutre de travail et le conducteur neutre de mise à la terre doivent être posés séparément ; le conducteur neutre en état de marche ne doit pas être enterré.

2. Le circuit de mise à la terre neutre du transformateur doit être configuré avec des boulons de connexion amovibles à proximité du transformateur.

3. Pour les transformateurs équipés de parafoudres à valve, la mise à la terre doit satisfaire à l'exigence « trois en un » ; c'est-à-dire que le point neutre du transformateur, le boîtier du transformateur et la mise à la terre du parafoudre doivent être connectés à un seul point de mise à la terre commun.

4. La résistance de mise à la terre doit être ≤4 ohms.

Maintenance et entretien des transformateurs de puissance

I. Entretien et inspection de routine

Nettoyage et entretien

Retirez régulièrement la poussière et les résidus d'huile de la surface du transformateur pour le garder sec et propre, évitant ainsi tout impact sur les performances de dissipation thermique. Portez une attention particulière au nettoyage des radiateurs et des ouvertures de ventilation pour éviter les blocages.

Les traversées et les isolateurs doivent être maintenus propres pour éviter les contournements causés par la saleté accumulée.

Surveillance du niveau et de la qualité de l'huile

Vérifiez que le niveau d'huile dans le réservoir d'huile est normal et que l'huile est claire et exempte d'impuretés. Si le niveau d'huile est trop bas, faites l'appoint d'huile ; s'il est trop élevé, vidangez l'excès d'huile.

L'huile isolante doit subir des tests de rigidité diélectrique et d'impuretés tous les 3 ans (avec des intervalles plus courts requis pendant le fonctionnement à pleine charge). L'huile dégradée doit être filtrée ou remplacée pour garantir une tension de claquage ≥40 kV.

Surveillance de la température

La température supérieure de l'huile ne doit pas dépasser 85°C. Les températures des points chauds dans les enroulements doivent être contrôlées en dessous de 98 °C (type sec) ou 80 °C (immergé dans l'huile). Des augmentations anormales de température peuvent indiquer une surcharge ou une défaillance du système de refroidissement.

II. Inspections professionnelles régulières

Tests de performances d'isolation

Testez la résistance d’isolation et la perte diélectrique tous les 2 ans ; la résistance d'isolation haute tension ne doit pas être inférieure à 70 % de la valeur d'usine.

La différence de résistance CC entre les trois phases des enroulements doit être ≤ 2 % et la variation par rapport aux données historiques ne doit pas dépasser 2 %.

Entretien du système de refroidissement

Vérifiez l'état de fonctionnement des ventilateurs et des pompes à huile, nettoyez la poussière des radiateurs et assurez-vous d'un débit d'huile dégagé. Les systèmes de refroidissement à air pulsé nécessitent des tests périodiques des fonctions start-stop.

Inspection de la mise à la terre et de la protection contre la foudre

Mesurez la résistance de mise à la terre chaque année pour vous assurer qu'elle est ≤4Ω ; la mise à la terre des parafoudres doit être reliée au point neutre et au boîtier du transformateur (mise à la terre trois en un).

III. Maintenance des composants clés

Changeur de robinet

Inspectez régulièrement l'étanchéité des contacts et vérifiez l'absence de brûlures ; le mécanisme de commutation doit fonctionner en douceur sans coller. Les transformateurs changeurs de prises en charge doivent être exploités conformément aux procédures.

Relais de gaz

Lorsqu'une légère alarme de gaz se déclenche, vérifiez le niveau d'huile et les propriétés du gaz ; si une alarme de gaz lourd se déclenche, enquêtez immédiatement sur les défauts internes.

Reniflard et gel de silice

Remplacez le gel de silice dans le reniflard lorsqu'il devient rose pour empêcher l'humidité de pénétrer dans le réservoir d'huile.

IV. Gestion des conditions de fonctionnement particulières

Fonctionnement en surcharge : lorsque le facteur de charge à long terme dépasse 80 % ou que la température ambiante dépasse 40 °C, raccourcissez le cycle d'inspection à 6 mois et augmentez la fréquence de l'analyse par chromatographie gazeuse.

Transformateurs âgés : les équipements en service depuis plus de 15 ans doivent être soumis à une inspection complète tous les six mois, même à faible charge.

V. Précautions de sécurité

Pendant la maintenance, l'alimentation doit être coupée et l'équipement mis à la terre ; utiliser des outils professionnels et faire effectuer les travaux par du personnel qualifié.

En cas d'incendie d'un transformateur, coupez immédiatement l'alimentation électrique et éteignez l'incendie avec un extincteur à dioxyde de carbone ou à poudre sèche ; l'utilisation de l'eau est strictement interdite.

Si vous devez acheter un transformateur, veuillez nous contacter. Nous serions heureux de vous aider.