Qu'est-ce qu'un transformateur triphasé ?

Un transformateur triphasé est un équipement électrique essentiel qui augmente ou diminue la tension alternative triphasée , largement déployé dans les systèmes de réseau électrique modernes . Les variantes de sec type du transformateur triphasé sont populaires pour les applications intérieures sensibles au feu .

Principaux composants d'un transformateur triphasé

Noyau de fer de transformateur triphasé

Le noyau de fer est empilé à partir de tôles d'acier au silicium à haute perméabilité avec des revêtements isolants pour minimiser les pertes par courants de Foucault. Il existe deux types de structure de base : le type de base et le type de coque . Un transformateur triphasé adopte une construction de type noyau , où les enroulements entourent les branches du noyau.

Fonctionnellement, le noyau de fer agit comme un circuit magnétique, offrant un chemin fermé pour le flux magnétique alternatif. Il permet un transfert efficace d'énergie magnétique à travers les enroulements pour réaliser une conversion mutuelle entre l'énergie électrique et l'énergie magnétique.

Enroulements de transformateur triphasé

Les enroulements d'un transformateur triphasé sont enroulés avec des conducteurs en cuivre ou en aluminium recouverts de couches isolantes. Le nombre de tours et les diamètres de fil varient pour correspondre aux différentes classes de tension et exigences de capacité.

Les enroulements sont regroupés en enroulement primaire (connecté à l'alimentation électrique) et enroulement secondaire (connecté aux charges de l'utilisateur final) Pour un transformateur . triphasé , les enroulements sont montés sur des branches de noyau avec deux configurations de connexion courantes : Y (étoile) et Delta (triangle). Différentes configurations de connexion offrent des rapports de transformation de tension et des relations de phase distincts. Les produits de transformateurs triphasés de type sec utilisent une isolation époxy de haute qualité pour la protection des enroulements .

Réservoir et accessoires auxiliaires

(Cette section s'applique principalement aux modèles de transformateurs triphasés immergés dans l'huile .)

• Réservoir : fabriqué à partir de plaques d'acier soudées, il contient l'huile d'isolation du transformateur, assurant l'isolation et la dissipation thermique des enroulements et du noyau de fer.

• Huile de transformateur : Fournit une isolation entre les enroulements et le noyau ; transfère la chaleur de fonctionnement aux parois du réservoir et aux radiateurs pour libérer la chaleur ambiante.

• Conservateur d'huile (coussin d'huile) : monté sur le dessus du réservoir, compense l'expansion ou la contraction du volume d'huile causée par les fluctuations de température et maintient un niveau d'huile approprié.

• Radiateur : les assemblages de type tube ou ailette agrandissent la surface d'échange thermique et accélèrent le refroidissement de l'huile du transformateur .

• Changeur de prises : ajuste le nombre de tours d'enroulement pour modifier le rapport du transformateur et stabiliser la tension de sortie dans des conditions de tension ou de charge fluctuantes du réseau .

• Relais gaz : Installé sur la tuyauterie entre le réservoir et le conservateur d'huile. Il déclenche des alarmes en cas de défauts internes mineurs et coupe automatiquement l'alimentation électrique en cas de pannes graves pour protéger le transformateur triphasé .

• Soupape de surpression : évacue automatiquement la pression interne excessive pour éviter les risques d'explosion.

Caractéristiques clés d'un transformateur triphasé

Avantages du transformateur triphasé

• Coût global inférieur : un transformateur triphasé partage un assemblage à noyau de fer intégré, réduisant ainsi la consommation de matières premières , l' encombrement et la main-d'œuvre de fabrication par rapport aux banques de transformateurs monophasés .

• Circuit magnétique compact et bien équilibré : les chemins magnétiques triphasés interconnectés réduisent la résistance magnétique, réduisent le courant d'excitation et la perte de noyau, améliorant ainsi l'efficacité globale du transformateur et le facteur de puissance.

• Équilibre de tension stabletriphasé  : fournit une sortie CA équilibrée, empêchant les dysfonctionnements de charge déclenchés par une tension triphasée déséquilibrée .

• Fiabilité opérationnelle robuste : la construction mécanique intégrée compacte résiste à de lourdes forces mécaniques et électromagnétiques ; moins de points de connexion réduisent les risques de défaillance dus à un mauvais contact ou au vieillissement de l'isolation.

Inconvénients du transformateur triphasé

• Maintenance et remplacement complexes : en cas de panne de l'enroulement monophasé , l'ensemble du transformateur triphasé doit être mis hors ligne pour réparation ou échange, ce qui entraîne des durées de coupure de courant plus longues par rapport aux bancs de transformateurs monophasés modulaires .

• Exigences strictes en matière d'isolation entre phases : les enroulements triphasés reposent sur la même colonne centrale avec un espacement limité. Des matériaux d'isolation de qualité supérieure et une conception structurelle sophistiquée sont obligatoires pour éviter les courts-circuits entre phases , augmentant la complexité de la production et les dépenses liées à l' isolation .

• Vulnérabilité aux événements de surtension : les surtensions de foudre et les surtensions de commutation peuvent endommager l'isolation interne. Les pannes de surtension provoquent généralement de graves dommages et des pannes difficiles à réparer pour le transformateur triphasé .