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Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2024-09-22 origine:Propulsé
Les transformateurs jouent un rôle crucial dans le système de distribution électrique, en particulier dans les sous-stations. Cet article se penche sur le fonctionnement des transformateurs de sous-station, leurs types, les considérations de poids et les différences entre les transformateurs et les sous-stations.
Un transformateur de sous-station est un type spécifique de transformateur conçu pour convertir les niveaux de tension dans une sous-station. Il facilite la transmission de l'énergie électrique depuis les lignes de transport à haute tension vers des niveaux de tension inférieurs adaptés à la distribution aux consommateurs.
Les transformateurs de sous-stations électriques sont principalement utilisés par les entreprises de distribution d'électricité. Ils reçoivent de l’électricité à haute tension et la réduisent à des tensions plus basses, qui peuvent ensuite être distribuées aux foyers et aux entreprises. Ces transformateurs peuvent produire du courant alternatif monophasé et triphasé et sont essentiels dans les réseaux de distribution d'électricité urbains et ruraux. L'installation de transformateurs publics est généralement conforme aux normes internationales telles que CEI et IEEE, garantissant fiabilité et sécurité.
Les transformateurs de sous-station personnels servent des utilisateurs finaux individuels, tels que les écoles, les hôpitaux et les restaurants. Ces transformateurs fonctionnent généralement à des niveaux de tension moyenne et basse, garantissant un approvisionnement énergétique sûr et efficace adapté aux besoins spécifiques de l'établissement. Ils sont essentiels pour les zones nécessitant des sources d'alimentation dédiées, car ils contribuent à réduire les fluctuations de tension et à améliorer la qualité de l'énergie.
Les transformateurs de sous-stations souterraines sont spécialement conçus pour les installations où l'espace est limité. Ces transformateurs sont installés sous terre pour minimiser leur impact visuel et les protéger des facteurs environnementaux. Des matériaux et des huiles spéciaux sont souvent utilisés pour répondre aux normes de sécurité et de qualité, réduisant ainsi le risque de problèmes opérationnels dans les espaces confinés. Ces transformateurs garantissent que même dans les environnements urbains densément peuplés, la distribution électrique reste efficace et discrète.
Le fonctionnement d'un transformateur de poste est basé sur l'induction électromagnétique. Lorsque le courant alternatif (AC) circule dans l’enroulement primaire, il crée un champ magnétique. Ce champ magnétique induit ensuite une tension dans l'enroulement secondaire par induction électromagnétique.
Voici une description plus détaillée du processus :
1. Tension d'entrée : le transformateur reçoit de l'électricité haute tension du réseau électrique via le côté haute tension. Cette tension varie généralement de 11 kV à 440 kV, selon le type de transformateur de sous-station.
2. Processus d'induction : Le courant dans l'enroulement primaire génère un champ magnétique, qui induit ensuite une tension dans l'enroulement secondaire. Le rapport entre le nombre de tours dans les enroulements primaire et secondaire détermine si la tension est augmentée ou diminuée.
3. Transformation de tension : selon la conception du transformateur, la tension induite peut soit augmenter (transformateur élévateur), soit diminuer (transformateur abaisseur) jusqu'au niveau souhaité. Ceci est crucial pour équilibrer la tension sur le réseau électrique et garantir une livraison sûre aux utilisateurs finaux.
4. Mécanisme de refroidissement : Dans les transformateurs immergés dans l’huile, l’huile environnante aide à refroidir les bobines et le noyau du bobinage. Pendant le fonctionnement du transformateur, de la chaleur est générée et l’huile absorbe cette chaleur, ce qui contribue à maintenir une température de fonctionnement optimale.
5. Tension de sortie : La tension transformée est ensuite envoyée par le côté basse tension, prête à être distribuée aux consommateurs. Cette tension varie généralement de 0,6 kV à 35 kV, adaptée à un usage résidentiel et commercial.
Les transformateurs de sous-station peuvent être classés en fonction de plusieurs critères, notamment le niveau de tension, l'objectif et la méthode d'installation.
-Transformateurs de sous-station haute tension : ces transformateurs fonctionnent à des niveaux de tension allant de 11 kV à 69 kV et sont conçus pour gérer l'électricité haute tension.
-Sous-stations THT (très haute tension) : les transformateurs THT fonctionnent avec des tensions de 132 kV à 440 kV, jouant un rôle essentiel dans le transport d'électricité sur de longues distances.
-Transformateurs élévateurs et abaisseurs : ces transformateurs augmentent ou diminuent les niveaux de tension selon les besoins, garantissant un transfert d'énergie efficace à travers le réseau.
-Transformateurs d'isolement : ils sont utilisés pour isoler différentes sections du système électrique, garantissant ainsi la sécurité pendant la maintenance et les opérations.
-Transformateurs à fréquence variable : Moins courants pour un usage résidentiel, ces transformateurs ajustent la fréquence de l'alimentation électrique, principalement utilisés dans les applications industrielles.
Le poids d'un transformateur de sous-station peut varier considérablement en fonction de sa conception, de sa capacité et des matériaux utilisés. Généralement, les transformateurs de plus grande capacité peuvent peser plusieurs tonnes. Par exemple, un transformateur d'une capacité de 5 000 kVA peut peser environ 27 000 kg (environ 60 000 lb), tandis que des transformateurs plus gros peuvent dépasser 50 000 kg (environ 110 000 lb).
-Capacité nominale : les transformateurs de capacité plus élevée pèseront naturellement plus en raison des bobines d'enroulement supplémentaires et des noyaux plus gros.
- Matériau utilisé : Le type d'huile utilisée pour le refroidissement (minérale, végétale ou siliceuse) contribue également au poids.
-Spécifications de conception : les conceptions personnalisées peuvent ajouter du poids en raison de caractéristiques de sécurité supplémentaires ou de matériaux de construction spécialisés.
Bien que les transformateurs et les sous-stations fassent partie intégrante des systèmes de distribution électrique, ils servent à des fins différentes :
-Les transformateurs sont des appareils qui convertissent la tension électrique d'un niveau à un autre par induction électromagnétique. On les trouve dans diverses applications, des configurations résidentielles aux systèmes industriels.
-Les sous-stations, quant à elles, sont des installations qui abritent des transformateurs, des disjoncteurs et d'autres équipements permettant de contrôler et de gérer le flux d'électricité au sein du réseau électrique. Ils servent de points de jonction critiques où l’électricité haute tension est transformée en tensions inférieures pour la distribution.
En résumé, comprendre le fonctionnement des transformateurs de sous-station est essentiel pour toute personne impliquée dans l’ingénierie électrique ou la distribution d’énergie. Ces transformateurs jouent un rôle essentiel pour garantir que l’électricité est livrée de manière sûre et efficace aux consommateurs tout en préservant l’intégrité du réseau électrique. À mesure que la demande d’énergie durable continue de croître, le rôle des transformateurs de sous-station deviendra de plus en plus important, soulignant la nécessité de progrès continus dans la technologie et les pratiques d’ingénierie.
