Transformateur d'huile

Les transformateurs à huile sont des transformateurs remplis de liquide, dans lesquels l’huile de transformateur sert d’isolant électrique et de dissipateur de chaleur.

Un transformateur est constitué d’un circuit magnétique, celui-ci est appelé noyau. Le noyau d’un transformateur d’huile est constitué d’une tôle électrique stratifiée. Le noyau possède au moins deux enroulements dans lesquels circule le courant, appelés enroulement primaire et enroulement secondaire. Lorsqu’une tension électrique alternative est appliquée à l’enroulement primaire, un courant alternatif commence à circuler dans l’enroulement primaire. Ce courant alternatif crée un champ magnétique dans l’enroulement, dont l’intensité et la fréquence varient avec la source de courant alternatif. Le flux magnétique du transformateur varie en fonction de la fréquence de la tension alternative.
La technique de fabrication du noyau et la qualité utilisée pour le noyau du transformateur ont un impact sur le circuit magnétique. Le circuit magnétique d’un transformateur (champ magnétique) devrait idéalement générer de faibles pertes par courants de Foucault et avoir de faibles pertes par inversion magnétique (pertes par hystérésis). Un autre aspect est celui des résistances dans l’enroulement d’un transformateur. Seuls des enroulements par couches et ordonnés sur la bobine primaire et la bobine secondaire et le meilleur métal d’enroulement permettent de réduire les pertes d’enroulement. Le nombre de spires sur la bobine permet de contrôler la tension. L’intensité du courant détermine le diamètre du métal d’enroulement.
La puissance de construction d’un transformateur est exprimée en VA, kVA ou MVA (VA est le nom de Voltampère et représente l’unité de mesure de la puissance électrique apparente, kVA est le nom de Kilovoltampère et MVA celui de Megavoltampère).
Le cuivre, à l’exception de l’argent, a la meilleure conductivité avec γ = 56, alors que l’aluminium n’a que γ = 36. L’aluminium suit donc avec un écart d’environ 35%. Ainsi, le cuivre est le meilleur métal et l’aluminium « seulement » le deuxième meilleur des matériaux conducteurs techniquement et économiquement utilisables pour l’énergie électrique. Tous les autres métaux ne peuvent pas être considérés comme des conducteurs de courant, et les alliages ont généralement une conductivité nettement inférieure à celle des métaux purs. L’argent ou l’or sont totalement exclus en raison de leur prix élevé.

Les transformateurs de puissance sont fabriqués soit en tant que transformateurs remplis d’huile, soit en tant que transformateurs secs (transformateurs en résine moulée). Un transformateur rempli d’huile est composé d’au moins une partie active. Une partie active est l’association d’un enroulement (celui-ci est disposé de manière concentrique sous forme d’enroulement cylindrique ou de disque superposé en cuivre ou en aluminium), d’un noyau (tôles électriques en couches avec de faibles pertes par courants de Foucault) et de pièces pressées. Selon le modèle, d’autres parties actives peuvent être par exemple des selfs pour la limitation du courant de court-circuit ou des selfs de limitation de courant pour les changeurs de prises utilisés. Un transformateur sec (transformateur en résine moulée) est utilisé lorsque les transformateurs à huile ne peuvent être utilisés que de manière peu sûre en raison de la charge calorifique et des risques pour l’eau. Les transformateurs en résine disposent de composants similaires et sont constitués de la même technologie qu’un transformateur à huile.

Le domaine d’application varie en fonction de la structure du transformateur. Les transformateurs à huile peuvent donc être utilisés pour différentes solutions et applications. Ils sont utilisés dans le domaine de la production et de la transmission d’électricité comme transformateurs de fixation de générateur et transformateurs d’accès au réseau entre la centrale électrique et le réseau, comme transformateurs de connexion de système dans les sous-stations haute tension et comme transformateurs d’alimentation d’installation pour les applications industrielles.