Les transformateurs de puissance à huile jouent un rôle crucial dans le système de distribution d’énergie électrique. Ils sont largement utilisés dans diverses applications, depuis les réseaux de distribution à petite échelle jusqu’aux grands complexes industriels. L’un des aspects clés pour garantir le fonctionnement fiable et efficace de ces transformateurs est une méthode de refroidissement efficace. Dans ce blog, en tant que fournisseur de transformateurs de puissance à bain d'huile, je vais approfondir les différentes méthodes de refroidissement des transformateurs de puissance à bain d'huile.
Les bases des transformateurs de puissance à huile
Avant de discuter des méthodes de refroidissement, il est essentiel de comprendre le principe de fonctionnement de base des transformateurs de puissance à huile. Ces transformateurs utilisent de l’huile à la fois comme agent isolant et comme liquide de refroidissement. L'huile aide à transférer la chaleur générée par le noyau et les enroulements du transformateur vers l'environnement extérieur. La chaleur est produite en raison des pertes électriques dans le transformateur, principalement des pertes de cuivre dans les enroulements et des pertes de fer dans le noyau.
Refroidissement naturel (ONAN - Huile Naturelle Air Naturelle)
La méthode de refroidissement la plus simple et la plus basique pour les transformateurs de puissance à bain d'huile est la méthode ONAN. Dans cette méthode, le transfert de chaleur se produit naturellement. L'huile chaude dans le transformateur monte en raison de sa faible densité et se déplace vers le haut de la cuve du transformateur. Lorsqu’il atteint le sommet, il transfère la chaleur aux parois du réservoir, qui à leur tour rayonnent la chaleur vers l’air ambiant. L’huile refroidie retombe ensuite au fond du réservoir, créant un cycle de convection naturelle.
Cette méthode de refroidissement convient aux transformateurs de petite et moyenne taille avec des puissances nominales relativement faibles. Il est fiable et nécessite un entretien minimal. Cependant, sa capacité de refroidissement est limitée et peut ne pas être suffisante pour les gros transformateurs ou ceux fonctionnant sous de lourdes charges. Par exemple, notreTransformateur de distribution monté sur poteau de puissance monophasé et triphaséutilise souvent la méthode de refroidissement ONAN car ils sont généralement utilisés dans les réseaux de distribution avec des besoins en énergie relativement faibles.
Refroidissement par air forcé (ONAF - Oil Natural Air Forced)
Pour augmenter la capacité de refroidissement des transformateurs de puissance à bain d'huile, la méthode ONAF est souvent utilisée. En plus de la convection naturelle de l'huile, des ventilateurs sont utilisés pour souffler de l'air sur les radiateurs ou les ailettes de refroidissement du transformateur. Les ventilateurs augmentent le taux de transfert de chaleur des parois du réservoir vers l'air ambiant, améliorant ainsi l'efficacité du refroidissement.
La méthode ONAF convient aux transformateurs de moyenne à grande taille. Elle permet aux transformateurs de gérer des charges plus élevées par rapport à la méthode ONAN. En augmentant le débit d'air, le taux de dissipation thermique est considérablement amélioré, ce qui contribue à maintenir la température du transformateur dans une plage de fonctionnement sûre. NotreTransformateur de puissance immergé dans l'huile 3150 - 20 000 kVA/35 kVutilise souvent la méthode de refroidissement ONAF pour garantir un fonctionnement efficace sous de lourdes charges.
Refroidissement à huile forcée et à air forcé (OFAF - Oil Forced Air Forced)
Pour les très gros transformateurs de puissance, la méthode de refroidissement OFAF est couramment utilisée. Dans cette méthode, l’huile et l’air sont forcés pour améliorer le processus de transfert de chaleur. Des pompes sont utilisées pour faire circuler l'huile à travers les enroulements et le noyau du transformateur, et des ventilateurs sont utilisés pour souffler de l'air sur les radiateurs.
La circulation forcée de l'huile garantit un transfert rapide de la chaleur des parties chaudes du transformateur vers les radiateurs. Les ventilateurs évacuent ensuite la chaleur des radiateurs vers l’air ambiant. Cette méthode offre une capacité de refroidissement élevée et convient aux transformateurs de puissance nominale extrêmement élevée. Il permet aux transformateurs de fonctionner à pleine charge pendant des périodes prolongées sans surchauffe.
Refroidissement forcé à l'huile et à l'eau (OFWF - Oil Forced Water Forced)
Dans certains cas, notamment dans les grandes applications industrielles ou les centrales électriques, la méthode de refroidissement OFWF est utilisée. Cette méthode utilise de l'eau comme liquide de refroidissement secondaire. L'huile chaude circule dans un échangeur de chaleur, où elle transfère la chaleur à l'eau. L'eau est ensuite pompée à travers une tour de refroidissement ou un autre système de refroidissement pour dissiper la chaleur.
La méthode OFWF offre une capacité de refroidissement très élevée et convient aux transformateurs ayant des besoins en puissance très élevés. Cependant, cela nécessite un système de refroidissement plus complexe et une maintenance supplémentaire. Il est souvent utilisé dans les situations où l'espace est limité ou lorsqu'un niveau élevé d'efficacité de refroidissement est requis.
Transformateurs remplis d'huile hermétiquement fermés
NotreTransformateur immergé dans l'huile à faible perte de 50 à 2 500 kVA/20 (10) kV (transformateur rempli d'huile hermétiquement scellé)est conçu avec une structure hermétiquement fermée. Ce type de transformateur possède un réservoir scellé qui empêche l’entrée d’humidité et d’oxygène, ce qui contribue à prolonger la durée de vie de l’huile et de l’isolation. Les méthodes de refroidissement mentionnées ci-dessus peuvent également être appliquées aux transformateurs hermétiquement fermés, avec des considérations de conception appropriées pour garantir l'intégrité du joint.
Importance d'un refroidissement adéquat
Un refroidissement adéquat est essentiel pour le fonctionnement fiable et efficace des transformateurs de puissance à huile. La surchauffe peut entraîner un vieillissement accéléré de l'isolation, une efficacité réduite et même une défaillance prématurée du transformateur. En utilisant la méthode de refroidissement appropriée, le transformateur peut fonctionner à des températures optimales, ce qui prolonge non seulement sa durée de vie mais réduit également le risque de pannes et les coûts de maintenance.
Conclusion
En conclusion, il existe plusieurs méthodes de refroidissement pour les transformateurs de puissance à bain d'huile, chacune ayant ses propres avantages et applications. En tant que fournisseur de transformateurs de puissance à bain d'huile, nous comprenons l'importance de sélectionner la bonne méthode de refroidissement en fonction de la puissance nominale du transformateur, de son application et de son environnement d'exploitation. Qu'il s'agisse de la méthode ONAN simple pour les petits transformateurs ou de la méthode OFWF plus complexe pour les gros transformateurs de puissance, nous pouvons fournir les solutions appropriées pour répondre aux besoins de nos clients.
Si vous êtes intéressé par nos transformateurs de puissance à bain d'huile ou si vous avez des questions sur les méthodes de refroidissement, n'hésitez pas à nous contacter pour une discussion plus approfondie et un achat. Nous nous engageons à fournir des produits de haute qualité et un excellent service à nos clients.
Références
- Ingénierie des sous-stations électriques, troisième édition par Turan Gonen
- Analyse et conception du système électrique, cinquième édition par J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma et Thomas J. Overbye