Transformateurs à isolation sèche

Les transformateurs de type sec sont des transformateurs refroidis par air. La chaleur des parties chauffées de ces transformateurs est évacuée par les courants d'air naturels. Pour les transformateurs d'une puissance allant jusqu'à 2500 kW avec une tension d'enroulement allant jusqu'à 15 kV, un tel refroidissement gratuit est tout à fait suffisant.

De tels transformateurs trouvent leur application dans des endroits où les exigences en matière de sécurité des personnes et des équipements sont accrues. De puissants transformateurs secs sont utilisés: dans les entreprises métallurgiques industrielles, dans l'industrie pétrolière, dans l'industrie des pâtes et papiers, dans la construction de machines, ainsi que dans l'alimentation électrique des bâtiments publics, des structures et des transports.

Les enroulements basse tension (BT) et haute tension (HT) du transformateur sont enfermés dans un boîtier de protection et l'air atmosphérique leur sert de principal moyen de refroidissement et d'isolation. Comparé à l'huile, l'air a des propriétés isolantes nettement plus faibles, c'est pourquoi les exigences d'isolation des enroulements secs des transformateurs sont beaucoup plus élevées.

Ces transformateurs sont installés uniquement dans des pièces sèches et fermées (humidité ne dépassant pas 80%), car leurs enroulements sont humidifiés au contact de l'air et, afin de réduire l'hygroscopicité des enroulements, ils sont en outre imprégnés de vernis spéciaux.

Les transformateurs de type sec sont disponibles en trois modèles différents : bobine ouverte, bobine monolithique et bobine coulée.

Les transformateurs à bobinage ouvert sont imprégnés de résine sous vide et ont un revêtement isolant jusqu'à 0,2 mm d'épaisseur, ce qui assure à la fois une isolation élevée et une protection de l'environnement, tandis que le refroidissement des bobines reste très efficace.

Pour un refroidissement efficace des enroulements, des profils d'isolation spéciaux et des isolateurs en porcelaine à haute résistance sont utilisés, qui forment des canaux de refroidissement horizontaux et verticaux, et grâce à la convection, la résistance à la contamination est assurée ici.

La construction monolithique est coulée sous vide poussé et, pendant le fonctionnement, une telle coulée époxy ne libère aucun produit, ce qui permet d'utiliser librement le transformateur là où les exigences en matière de sécurité environnementale et incendie sont accrues, par exemple dans les sous-stations intégrées avec équipement de conditions de fonctionnement électriques agressives.

L'isolation des fils assure une haute tenue électrique, et les bandes de bandage garantissent la solidité après imprégnation de vernis et cuisson, apportant une grande résistance mécanique. Cette technologie permet une utilisation à long terme de l'équipement dans des modes de charges thermiques cycliques sans risque de perte d'isolation de ses caractéristiques électriques.

Les charges spéciales pour la production de bobines coulées offrent des propriétés mécaniques, ignifuges et conductrices de chaleur améliorées, ainsi la technologie elle-même donne de la rigidité à la structure. L'utilisation d'un bobinage coulé permet d'obtenir un transformateur de dimensions acceptables pour un fonctionnement dans des réseaux à haute tension.

Cependant, il existe également des inconvénients: la masse du matériau isolant est importante et il existe des inhomogénéités, à cause desquelles il existe une possibilité de décharges partielles, et le refroidissement des enroulements haute tension est également difficile. Lorsque la température baisse, des contraintes mécaniques se produisent souvent dans l'isolation.

Les transformateurs de type sec présentent un certain nombre d'avantages par rapport transformateurs à huile:

• ne nécessitent aucun frais d'entretien: pas besoin de nettoyer et de changer l'huile.

• retour sur investissement: par rapport aux homologues huilés, la section des fils et du circuit magnétique augmente en conséquence, la charge électromagnétique sur les matériaux actifs diminue, ce qui, avec l'augmentation de la tension sur les enroulements et à des puissances élevées, a un effet très économique. De nouveaux matériaux non combustibles résistants à la chaleur augmentent les charges électromagnétiques utiles et réduisent les coûts des matériaux actifs.

• haute sécurité: la température de travail augmente en raison de l'utilisation d'amiante ou de fibre de verre comme matériaux isolants;

• a une housse de protection;

• applicable dans des pièces sèches avec des exigences élevées en matière de sécurité incendie.