Quels sont les principaux composants d’un transformateur immergé dans l’huile ?
Cœur:
Le noyau est généralement en acier laminé et constitue un chemin pour le flux magnétique. Il améliore l'efficacité du transfert d'énergie entre les enroulements primaire et secondaire.
Enroulements :
Les transformateurs ont deux ensembles d'enroulements : primaire et secondaire. L'enroulement primaire est connecté à la tension d'entrée, tandis que l'enroulement secondaire est connecté au circuit de sortie. Ces enroulements sont généralement en cuivre ou en aluminium.
Matériau isolant :
Des matériaux isolants sont utilisés pour séparer et isoler les composants conducteurs, tels que les enroulements et le noyau. Ceci est crucial pour éviter les pannes électriques et garantir le fonctionnement sûr du transformateur.
Huile:
L'huile sert à la fois de fluide de refroidissement et de matériau isolant dans
transformateur immergé dans l'huile . Il aide à dissiper la chaleur générée pendant le fonctionnement et fournit une isolation supplémentaire. L'huile sert également de moyen d'extinction des arcs en cas de défaut.
Réservoir:
Le réservoir abrite le noyau, les enroulements et l'huile. Généralement fabriqué en acier, il est scellé pour empêcher la pénétration de l’humidité et des contaminants. Le réservoir assure le support mécanique et la protection des composants du transformateur.
Relais Buchholz :
Le relais Buchholz est un dispositif de protection installé dans le circuit d'huile. Il détecte et répond aux défauts internes, tels qu'une surchauffe ou la présence de gaz générés par un défaut. Le relais peut déclencher une alarme ou déclencher le transformateur pour éviter d'autres dommages.
Réservoir Conservateur :
Le vase conservateur est un vase d'expansion relié au vase principal. Il s'adapte aux changements de volume d'huile dus aux variations de température, aidant à maintenir une pression interne stable et empêchant l'entrée d'humidité.
Changeur de prises:
Certains transformateurs sont équipés de changeurs de prises, permettant le réglage du rapport de transformation. Cette fonctionnalité permet de réguler la tension, garantissant un niveau de tension constant dans l'enroulement secondaire dans diverses conditions de charge.
Reniflard :
Le reniflard est un dispositif fixé au réservoir du conservateur, empêchant l'humidité de pénétrer dans le transformateur. Il contient généralement des déshydratants pour absorber l'humidité de l'air aspiré dans le transformateur pendant l'expansion et la contraction de l'huile.
Dispositif de décompression:
Ce dispositif est conçu pour évacuer la surpression qui peut s'accumuler à l'intérieur du transformateur lors de conditions anormales. Cela aide à prévenir les dommages au transformateur et au réservoir.
Comment l’huile sert-elle de fluide de refroidissement dans le transformateur immergé dans l’huile ?
L'huile sert de moyen de refroidissement dans
transformateur immergé dans l'huile grâce à une combinaison de conduction, de convection et de rayonnement. Voici un aperçu de la façon dont ce processus de refroidissement se produit :
Production de chaleur:
Lors du fonctionnement normal d'un transformateur, des pertes d'énergie électrique se produisent en raison de la résistance des conducteurs dans les enroulements et des propriétés magnétiques du noyau. Ces pertes se manifestent sous forme de chaleur.
Conduction:
La chaleur générée dans les enroulements et le noyau est conduite vers l'huile isolante environnante. Les transformateurs sont conçus avec des matériaux ayant une bonne conductivité thermique pour faciliter un transfert de chaleur efficace.
Convection:
La convection naturelle est un mécanisme important pour le refroidissement des transformateurs immergés dans l’huile. À mesure que l’huile absorbe la chaleur, elle devient moins dense et monte, créant ainsi une circulation naturelle. L'huile chauffée se déplace vers le haut et l'huile plus froide et plus dense provenant des parties supérieures du transformateur s'écoule vers le bas pour la remplacer. Ce flux convectif permet de répartir la chaleur à l'intérieur du transformateur.
Convection forcée:
Dans les transformateurs plus grands ou soumis à de lourdes charges, la convection naturelle peut ne pas suffire. La convection forcée est obtenue à l'aide de ventilateurs de refroidissement. Ces ventilateurs sont stratégiquement placés dans le transformateur pour améliorer la circulation de l'huile. Ils sont souvent contrôlés par des capteurs de température pour s’activer en cas de besoin.
Surfaces de refroidissement :
Les surfaces extérieures de la cuve du transformateur servent de surfaces de refroidissement. La chaleur est transférée du pétrole au réservoir, et de là, elle est rayonnée dans l’environnement environnant. Certains transformateurs ont des structures de refroidissement supplémentaires, telles que des radiateurs ou des ailettes, fixées au réservoir pour augmenter la surface et ainsi mieux dissiper la chaleur.
Réservoir conservateur :
Beaucoup
transformateur immergé dans l'huile inclure un réservoir conservateur relié au réservoir principal. Le réservoir du conservateur offre un espace pour l’expansion et la contraction de l’huile à mesure que sa température change. Cette fonctionnalité permet de maintenir une pression interne stable et empêche l’entrée d’humidité et d’air dans le transformateur, garantissant ainsi un refroidissement efficace.
Radiation:
La chaleur est également dissipée par rayonnement provenant des surfaces externes de la cuve du transformateur. Ceci est particulièrement pertinent lorsque le transformateur fonctionne à des températures élevées et que le rayonnement devient un facteur plus important dans le processus de refroidissement global.