Connaissez-vous les principaux composants d'un transformateur immergé dans l'huile ?

Le transformateur immergé dans l'huile, couramment utilisé Équipement de transformateur Dans le système électrique, un transformateur comporte un composant spécial supplémentaire, lié à l'isolation et au refroidissement par huile, en plus des composants du noyau des transformateurs ordinaires. Les principaux composants se répartissent en trois catégories : les composants électromagnétiques du noyau, le réservoir d'huile et le système de refroidissement, et les composants d'isolation et de protection. Voici les détails :
1. Composants du noyau électromagnétique (noyau de conversion d'énergie)
Noyau de fer
Fonction : Il constitue le circuit magnétique et sert de support à l'induction électromagnétique. Il assure le transfert d'énergie entre les enroulements primaire et secondaire grâce à une conductivité magnétique élevée et, grâce à une conception spéciale, réduit les pertes par hystérésis et les pertes par courants de Foucault.
Matériau : Fabriqué en empilant des feuilles d'acier au silicium orientées (d'une épaisseur généralement comprise entre 0,23 et 0,3 mm), avec une peinture isolante appliquée entre les feuilles pour éviter la génération de courants de Foucault ; pour les grands transformateurs, le noyau de fer peut également adopter une structure de joint à plusieurs niveaux pour optimiser davantage le circuit magnétique.
Structure : Généralement dans une structure de type noyau (avec des enroulements entourant la colonne du noyau de fer), ou dans une structure de type coque (avec le noyau de fer entourant les enroulements) dans certains cas particuliers.
Enroulements (bobines)
Fonction : L'enroulement primaire fournit de l'énergie électrique pour générer un champ magnétique alternatif, et l'enroulement secondaire, dans le champ magnétique, induit un champ électrique pour générer de l'énergie électrique, réalisant ainsi la transformation de la tension et du courant.
Matériau : Principalement composé de fils de cuivre à haute conductivité (pour certains transformateurs basse tension de petite capacité, des fils d'aluminium sont utilisés), la surface du fil étant recouverte de matériaux isolants tels que du papier isolant, du fil de coton ou de la peinture époxy pour assurer l'isolation entre les enroulements et entre les enroulements et le noyau de fer.
Structure : Selon le niveau de tension, on distingue les enroulements haute tension et les enroulements basse tension. Généralement, les enroulements haute tension comportent plus de spires et des fils plus fins, tandis que les enroulements basse tension comportent moins de spires et des fils plus épais. Le type d’enroulement comprend l’enroulement multicouche (avec une isolation claire entre les couches, adapté à la basse tension) et l’enroulement en galette (bonne dissipation thermique, adapté à la haute tension).
2. Réservoir d'huile et système de refroidissement (noyau d'isolation et de dissipation de chaleur)
Réservoir d'huile
Fonction : En tant que coquille de Le transformateurIl contient de l'huile isolante à l'intérieur et supporte le noyau de fer et les enroulements, isolant ainsi l'environnement extérieur (empêchant la poussière et l'humidité).
Structure : Fabriqués par soudage de plaques d'acier, les réservoirs d'huile des grands transformateurs peuvent être conçus en forme de cloche (avec le couvercle supérieur pouvant être soulevé pour faciliter l'entretien) ou en forme de tonneau ; la surface du réservoir d'huile est souvent soudée avec des tubes ou des plaques de dissipation de chaleur pour améliorer l'effet de dissipation de la chaleur.
Huile isolante
Fonction : Double fonction - isolation (séparation des enroulements, du noyau de fer et du réservoir d'huile, etc., pour augmenter la résistance de l'isolation) et refroidissement (par convection, transfert de la chaleur générée par les enroulements et le noyau de fer vers la paroi du réservoir d'huile ou l'échangeur de chaleur).
Exigences : Il doit présenter une résistance thermique élevée, une faible viscosité (facilitant la convection), un point de congélation bas (adapté aux environnements à basse température) et une bonne stabilité chimique (non sujet à l'oxydation et à la détérioration).
Dispositif de refroidissement
Fonction : Améliore la dissipation de la chaleur. Selon la capacité et les besoins en refroidissement, elle se divise en :
Refroidissement naturel (ONAN) : Refroidissement uniquement par convection naturelle de la paroi du réservoir d'huile et des plaques de dissipation de chaleur, convient aux transformateurs de petite capacité ;
Refroidissement par circulation d'huile forcée (OFAF/OFWF) : par l'intermédiaire d'une pompe à huile pour faire circuler l'huile isolante à travers l'échangeur de chaleur, ou combiné avec des ventilateurs pour accélérer le flux d'air (refroidissement par air) ou le refroidissement par eau (refroidissement par eau), convient aux transformateurs de grande capacité.
3. Composants d'isolation et de protection (Garantie de fonctionnement en toute sécurité)
Bagues isolantes
Fonction : Exposer les enroulements haute et basse tension à l'intérieur du transformateur à l'extérieur du réservoir d'huile et réaliser l'isolation entre les enroulements et le réservoir d'huile (mise à la terre).
Structure : Composées de traversées en porcelaine (ou en caoutchouc silicone) et de tiges conductrices internes, classées par niveaux de tension en traversées basse tension (céramique ou bakélite) et traversées haute tension (principalement en céramique, remplies d'huile ou de tubes en papier isolant).
Interrupteur à pression
Fonction : Ajuster la tension de sortie du transformateur en modifiant le nombre de spires de l'enroulement haute tension, compensant ainsi les fluctuations de tension du réseau électrique (par exemple, une plage de régulation de tension de ±5 % ou ±2,5 %).
Type : Divisé en commutateur à prise sans excursion (fonctionnant sans interruption de courant, adapté aux petites et moyennes capacités) et en commutateur à prise en charge (fonctionnant avec l'alimentation sous tension, adapté aux scénarios de grande capacité et d'exigences de stabilité de tension élevées).
Dispositifs de protection : Réservoir d’huile (coussin d’huile) : Fixé au-dessus du réservoir d’huile, il compense la dilatation/contraction de l’huile isolante due aux variations de température et réduit le contact entre l’huile et l’air (retardant ainsi l’oxydation). Un indicateur de niveau d’huile est également installé à l’intérieur.
Absorbeur (respirateur) : Relié au réservoir d'huile, il absorbe l'humidité de l'air entrant dans le coussin d'huile grâce à un gel de silice afin d'empêcher l'huile isolante de s'humidifier.
Évent de sécurité (tube antidéflagrant) : En cas de court-circuit ou d'autres défauts survenant à l'intérieur du transformateur et provoquant une augmentation soudaine de la pression, l'huile et le gaz peuvent être libérés par le tube antidéflagrant afin d'empêcher l'éclatement du réservoir d'huile (les grands transformateurs modernes utilisent généralement des soupapes de décharge de pression).
Relais à gaz : Installé sur le tuyau de liaison entre le réservoir d'huile et le réservoir d'huile, il émet un signal d'alarme lorsqu'un défaut mineur se produit à l'intérieur (génération de gaz) et coupe automatiquement l'alimentation électrique lorsqu'un défaut grave se produit (impact sur le débit d'huile), et constitue le composant de protection principal des transformateurs immergés dans l'huile.