Transformateur de distribution

Un transformateur de distribution, communément appelé « trans de distribution », est un dispositif électrique statique dans le système de distribution qui convertit la tension et le courant alternatifs (AC) sur la base du principe de l'induction électromagnétique pour transmettre l'énergie électrique AC. Généralement, il fonctionne dans le réseau de distribution avec un niveau de tension de 10-35 kV (principalement 10 kV ou moins) et une capacité de 6 300 kVA ou moins, fournissant de l'énergie directement aux utilisateurs finaux.

1. Introduction de base aux transformateurs de distribution

1.1 Définition

Un transformateur de distribution, ou « distribution trans » en abrégé, est un dispositif électrique statique dans le système de distribution qui convertit la tension et le courant alternatifs selon le principe de l'induction électromagnétique pour transmettre l'énergie électrique alternative. Dans certaines régions, les transformateurs de puissance avec un niveau de tension inférieur à 35 kV (généralement 10 kV ou moins) sont appelés « transformateurs de distribution », en abrégé « trans de distribution ». L'endroit où un « transport de distribution » est installé est une sous-station. Les transformateurs de distribution sont installés de préférence sur des poteaux ou en extérieur au sol.

1.2 Structure

Cette section se concentre sur la structure des transformateurs de distribution immergés dans l'huile. Les transformateurs de distribution immergés dans l'huile - peuvent être structurellement divisés en corps principal, conservateur d'huile, bagues isolantes, changeurs de prises et dispositifs de protection, etc. (Voir la figure ci-dessous : Décomposition de la structure du transformateur de distribution)

1.2.1 Corps principal

Le corps principal se compose de trois parties : le noyau de fer, les enroulements et l’huile isolante. Les enroulements forment le circuit électrique du transformateur, tandis que le noyau de fer constitue son circuit magnétique. Ensemble, ils constituent le composant électromagnétique central du transformateur.

1.2.1.1 Noyau de fer

Le noyau de fer est la partie principale du circuit magnétique du transformateur. Il est généralement fabriqué en empilant des tôles d'acier au silicium laminées à chaud-ou à froid-à haute teneur en silicium (0,35 mm ou 0,5 mm d'épaisseur) et isolées avec un revêtement de surface. Le noyau de fer est divisé en deux parties : les colonnes du noyau et les jougs. Les colonnes centrales sont gainées d'enroulements et les culasses sont utilisées pour fermer le circuit magnétique. Les formes structurelles de base du noyau de fer incluent le type de noyau-et le type de coque-. (Voir : Structure du noyau de fer)

1.2.1.2 Enroulements

Les enroulements constituent la partie du circuit électrique du transformateur, généralement enroulés sur un moule d'enroulement à l'aide de fils de cuivre plats isolés ou de fils de cuivre ronds. Les enroulements sont montés sur les colonnes centrales du transformateur. Les enroulements basse-tension sont placés sur la couche interne et les enroulements haute-tension sont gainés sur la couche externe des enroulements basse-tension. Des manchons isolants fabriqués à partir de matériaux isolants séparent les enroulements basse-tension du noyau de fer et les enroulements haute-tension des enroulements basse-tension pour assurer l'isolation. (Voir : Structure d'enroulement)

1.2.1.3 Huile isolante

L'huile de transformateur a une composition complexe, composée principalement de naphtènes, d'alcanes et d'hydrocarbures aromatiques. Dans les transformateurs de distribution, l'huile de transformateur sert à deux fins : premièrement, elle assure l'isolation entre les enroulements du transformateur, entre les enroulements et le noyau de fer, et entre les enroulements et le réservoir d'huile ; Deuxièmement, il circule par convection lorsqu'il est chauffé, dissipant ainsi la chaleur du noyau et des enroulements du transformateur. Les spécifications courantes de l'huile de transformateur sont No. 10, No. 25 et No. 45.. Le chiffre indique la température à laquelle l'huile commence à se solidifier à des températures inférieures-à zéro. Par exemple, "Non. 25" l'huile signifie qu'elle commence à se solidifier à -25 degrés. La spécification d'huile appropriée doit être sélectionnée en fonction des conditions climatiques locales.

1.2.2 Conservateur d'huile

Le conservateur d'huile est monté sur le couvercle supérieur du réservoir d'huile. Son volume représente environ 10 % du volume du réservoir de fioul. Un tuyau relie le conservateur d'huile et le réservoir d'huile. Lorsque le volume d'huile de transformateur augmente ou se contracte avec les changements de température, le conservateur d'huile stocke ou complète l'huile pour garantir que le noyau et les enroulements sont immergés dans l'huile. De plus, le conservateur d'huile réduit la zone de contact entre l'huile et l'air, ralentissant ainsi le taux de détérioration de l'huile.

Une jauge de niveau d'huile est installée sur le côté du conservateur d'huile. À côté du tube en verre de la jauge, se trouvent des lignes de niveau d'huile standard correspondant à des températures d'huile de -30 degrés, +20 degrés et +40 degrés. Ces lignes indiquent le niveau d'huile requis pour les transformateurs qui ne fonctionnent pas et indiquent principalement si le volume d'huile est suffisant lorsque le transformateur fonctionne à différentes températures.

Un reniflard est installé sur le conservateur d'huile, reliant l'espace supérieur du conservateur à l'atmosphère. Lorsque l'huile du transformateur se dilate ou se contracte en raison des changements de température, l'air présent dans la partie supérieure du conservateur peut entrer ou sortir par le reniflard, permettant au niveau d'huile de monter ou de descendre et empêchant la déformation ou même l'endommagement du réservoir d'huile.

1.2.3 Traversées isolantes

Les traversées isolantes sont les principaux dispositifs d'isolation externe du transformateur. La plupart des bagues isolantes pour transformateurs sont des bagues isolantes en porcelaine. Ils conduisent les fils d'enroulement haute-et basse-tension du transformateur de l'intérieur du réservoir d'huile vers l'extérieur, isolant les enroulements du transformateur du sol (coque du réservoir et noyau de fer), et servent également de composants clés pour la fixation des fils et la connexion aux circuits externes. Les traversées en porcelaine haute-tension sont relativement hautes, tandis que les traversées en porcelaine basse-tension sont plus courtes.

1.2.4 Robinets Robinets

Les prises sont des dispositifs permettant de modifier les prises des enroulements haute -tension du transformateur. Le réglage de la position de la prise augmente ou diminue le nombre de tours dans une partie de l'enroulement primaire, modifiant ainsi le rapport de tension pour ajuster la tension de sortie. Les transformateurs qui ajustent la tension de sortie en modifiant manuellement la position du changeur de prises après avoir été arrêtés et déconnectés du réseau électrique sont appelés transformateurs de régulation de tension à vide -.

1.2.5 Dispositifs de protection

1.2.5.1 Relais de gaz

Le relais de gaz est installé au milieu du tuyau de raccordement entre le réservoir d'huile du transformateur et le conservateur d'huile. Il se connecte au circuit de commande pour former un dispositif de protection contre les gaz. Le contact supérieur du relais gaz forme un circuit séparé avec le signal de gaz léger. Le contact inférieur du relais gaz se connecte au circuit externe pour former une protection contre les gaz lourde. Lorsque le gaz lourd est activé, il déclenche le disjoncteur haute tension - et envoie un signal d'activation du gaz lourd.

1.2.5.2 Évent d'explosion

L'évent d'explosion est un dispositif de protection de sécurité pour le transformateur, installé sur le couvercle supérieur du transformateur. Cela se connecte à l’atmosphère. En cas de défaut, la chaleur vaporise l'huile du transformateur, déclenchant le relais de gaz pour envoyer un signal d'alarme ou couper l'alimentation électrique pour empêcher l'éclatement du réservoir d'huile.

2. Classement

2.1 Classification par emplacement d'installation

Les transformateurs de distribution sont classés en types intérieurs et extérieurs en fonction de leur emplacement d'installation. Les installations extérieures incluent le type de plate-forme-le type de poteau-et le type de sol-(y compris le type-préinstallé).

2.1.1 Poteau-Type

L'installation de type poteau-implique le montage du transformateur sur un cadre fixé à un poteau, qui est divisé en types uni-pôle et bipolaire-pôle.

Lorsque la capacité du transformateur de distribution est de 30 kVA ou moins (y compris 30 kVA), une plate-forme de transformateur de distribution unipolaire-est généralement utilisée. Le transformateur de distribution, le fusible haute-chute de tension-et le parafoudre haute-tension sont installés sur un seul poteau en ciment. Le corps du poteau doit être incliné de 13 à 15 degrés dans la direction opposée à celle où le transformateur de distribution est assemblé.

Lorsque la capacité du transformateur de distribution varie de 50 kVA à 315 kVA, une plate-forme de transformateur de distribution bipolaire -est généralement adoptée. La plateforme est constituée d'un poteau principal en ciment et d'un poteau auxiliaire. Le pôle principal est équipé d'un fusible haute-chute de tension-et de fils conducteurs haute-tension, tandis que le pôle auxiliaire a des fils de retour secondaires. La plate-forme de transformateur de distribution bipolaire-est plus robuste que le type unipolaire-.

Avantages de l'installation de type poteau- : faible espace au sol, pas besoin de murs d'enceinte ou d'enceintes, et les parties sous tension sont situées en hauteur au-dessus du sol, réduisant ainsi le risque d'accident. Inconvénients : consommation importante d'acier pour la plateforme et coût relativement élevé.

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