Quelle est la différence entre un transformateur à huile et un transformateur sec ?

Les transformateurs jouent un rôle essentiel dans l'ensemble du système électrique. Puissants et polyvalents, ils remplissent de nombreuses fonctions, notamment la conversion de la tension, le transport de l'énergie et le fonctionnement stable du réseau. Les transformateurs immergés dans l'huile et les transformateurs secs sont les plus courants et les plus largement utilisés, que l'on trouve actuellement dans les grandes centrales électriques et les réseaux de distribution urbains.

Avec la tendance vers des réseaux électriques intelligents, verts et économes en énergie, les transformateurs immergés dans l'huile et les transformateurs secs sont devenus le choix préféré. Cet article se concentre sur les différences entre les transformateurs à bain d'huile et les transformateurs secs, afin de vous aider à éviter les erreurs de sélection, de comparaison et d'application, et à bien comprendre leurs différences et leur valeur.

Qu'est-ce qu'un transformateur à bain d'huile ?

Un transformateur immergé dans l'huile est un transformateur de puissance qui utilise de l'huile isolante comme moyen d'isolation et de refroidissement. Ses composants internes se composent principalement d'un noyau de fer, d'enroulements, d'une structure d'isolation, d'un réservoir d'huile et d'accessoires. Pendant le fonctionnement, le courant circulant dans les enroulements génère de la chaleur. L'huile isolante assure non seulement l'isolation électrique mais aussi la dissipation de la chaleur, par convection ou circulation naturelle, ce qui permet de maintenir un fonctionnement stable.

Les transformateurs immergés dans l'huile sont une technologie mature avec une longue histoire d'application. Ils sont actuellement le type de transformateur le plus utilisé dans le monde et jouent un rôle irremplaçable dans les réseaux électriques de moyenne, haute et grande capacité.

Qu'est-ce qu'un transformateur à sec ?

Transformateurs à sec utilisent de l'air ou d'autres matériaux isolants solides pour le refroidissement et l'isolation au lieu de l'huile isolante liquide. Les structures les plus courantes sont les isolants coulés en résine époxy et les isolants VPI (imprégnation sous pression dans le vide).

Les transformateurs de type sec ne contiennent pas d'huile, ce qui élimine les risques de fuite d'huile, de combustion et de pollution de l'environnement. Ils sont plus respectueux de l'environnement et plus sûrs, ce qui les rend particulièrement adaptés à une utilisation dans les bâtiments publics, les espaces souterrains et les zones densément peuplées. Leur inconvénient est leur capacité et leur niveau de tension relativement limités. Toutefois, grâce aux progrès technologiques, les performances des transformateurs à sec continuent de s'améliorer et leur application sur le marché s'étend progressivement.

Types de transformateurs immergés dans l'huile et de transformateurs à sec

1. Types de transformateurs immergés dans l'huile

Immergé dans l'huile conventionnelle : S'appuie sur la circulation naturelle de l'huile pour la dissipation de la chaleur.

Entièrement étanche : Empêche l'huile d'entrer en contact avec l'air, minimisant ainsi la dégradation de l'huile.

Circulation forcée de l'huile avec refroidissement par air : Adapté aux équipements de grande capacité, il permet une dissipation plus rapide de la chaleur.

Circulation forcée de l'huile avec refroidissement par eau : Utilisée dans les applications à très haute capacité, telles que les réseaux électriques UHV.

2. Transformateurs à sec Types de transformateurs

Moulage en résine époxy : Les enroulements sont complètement encapsulés dans la résine, ce qui leur confère une résistance à l'humidité et à la poussière.

Imprégnation sous vide et pression (VPI) : La perméabilité de la résine est améliorée, ce qui permet une meilleure isolation.

Non encapsulé : Refroidissement par convection d'air, adapté aux applications dont les exigences environnementales sont moins strictes.

Gamme de tailles et caractéristiques de conception

La taille des transformateurs varie considérablement en fonction de la capacité, du niveau de tension et de la méthode de refroidissement.

Transformateurs immergés dans l'huile : Généralement plus grands, ils nécessitent un réservoir d'huile, des tuyaux de refroidissement ou un radiateur, et occupent une plus grande surface au sol. Les capacités vont de quelques dizaines de kilovolts-ampères à des centaines de mégavolts-ampères.

Transformateurs de type sec : Comme ils éliminent le réservoir d'huile, ils sont plus compacts et conviennent aux installations intérieures où l'espace est limité. Cependant, leur capacité varie généralement de quelques centaines de kilovolts-ampères à quelques dizaines de mégavolts-ampères.

Les transformateurs secs offrent des avantages significatifs dans les environnements d'installation restreints, tandis que les transformateurs immergés dans l'huile sont plus économiques et plus fiables pour la transmission et la distribution de haute puissance.

Avantages et inconvénients des transformateurs à bain d'huile et des transformateurs à sec

1. Transformateur immergé dans l'huile

Avantages :

Excellente dissipation de la chaleur : L'huile pour transformateurs dissipe efficacement la chaleur, ce qui la rend adaptée aux applications haute tension de grande capacité.

Excellentes performances électriques : L'huile possède une résistance diélectrique élevée, ce qui améliore la capacité globale de résistance à la tension de l'équipement.

Longue durée de vie : Avec un entretien adéquat, il peut fonctionner de manière stable pendant 20 à 30 ans.

Forte capacité de surcharge : Le refroidissement de l'huile est efficace, ce qui permet une bonne adaptation aux fluctuations de la charge du réseau.

Large gamme de capacités : Capable de très grandes capacités (de centaines de kVA à des centaines de MVA).

Inconvénients :

Risque de fuite d'huile et d'incendie : L'huile isolante est un produit inflammable, ce qui représente un risque potentiel de pollution de l'environnement pendant le fonctionnement.

Taille et poids importants : Nécessite un grand espace d'installation.

Exigences élevées en matière d'entretien : Des tests réguliers de la qualité de l'huile sont nécessaires pour prévenir le vieillissement et l'humidité.

Ne convient pas aux zones intérieures ou encombrées : Principalement installé à l'extérieur ou dans des sous-stations indépendantes.

2. Transformateur à sec

Avantages :

Sûr et respectueux de l'environnement : La conception sans huile élimine les risques de fuite d'huile, d'incendie et de pollution de l'environnement.

Installation flexible : Peut être installé directement à l'intérieur, dans les sous-sols ou dans les immeubles de grande hauteur. Entretien facile : Pratiquement sans entretien, aucune vidange régulière n'est nécessaire.

Excellente résistance aux chocs de court-circuit : La structure en résine coulée peut résister à des contraintes électriques et mécaniques importantes.

Forte résistance au feu : La résine époxy est auto-extinguible, ce qui la rend adaptée aux lieux où les exigences en matière de protection contre l'incendie sont strictes.

Inconvénients :

Mauvaise dissipation de la chaleur : L'efficacité du refroidissement par air est faible, ce qui le rend inadapté à un fonctionnement à haute capacité et à haute intensité.

Bruit de fonctionnement relativement élevé : Cela peut avoir un impact négatif sur les environnements calmes.

Capacité limitée : Généralement utilisé en dessous de 2500kVA.

Coût plus élevé : Les coûts de fabrication et d'achat sont plus élevés que pour les modèles à bain d'huile.

Très influencé par l'environnement : La performance de l'isolation peut se dégrader en cas d'humidité élevée.

Pourquoi utiliser des transformateurs immergés dans l'huile et des transformateurs de type sec ?

Les transformateurs immergés dans l'huile présentent les avantages suivants : haute fiabilité, grande capacité, longue durée de vie et grande rentabilité.

Les transformateurs de type sec présentent les avantages suivants : la sécurité, la protection de l'environnement, l'excellente résistance au feu et l'adaptation aux zones densément peuplées.

Différents types de transformateurs répondent aux besoins en énergie de différents scénarios, ce qui est une raison essentielle pour laquelle les deux types de transformateurs peuvent coexister pendant longtemps.

Comparaison des applications des transformateurs immergés dans l'huile et des transformateurs à sec

1. Transformateurs immergés dans l'huile Applications

Grandes centrales électriques et sous-stations

Réseaux de transport à haute tension

Distribution d'énergie à l'extérieur pour les entreprises industrielles et minières

Les nouveaux sites énergétiques tels que les centrales éoliennes et photovoltaïques

2. Applications des transformateurs à sec

Complexes commerciaux et immeubles de bureaux

les lieux publics tels que les hôpitaux, les écoles et les métros

Immeubles de grande hauteur et zones résidentielles

Centres de données et ateliers de fabrication de produits électroniques

On constate que les transformateurs immergés dans l'huile conviennent mieux aux applications extérieures de forte puissance, tandis que les transformateurs de type sec conviennent mieux aux applications intérieures critiques en termes de sécurité.

Comment utiliser un mégohmmètre pour mesurer la performance d'isolation des transformateurs immergés dans l'huile et des transformateurs de type sec？

1. Transformateur immergé dans l'huile

Déconnectez l'alimentation et vérifiez que le transformateur est complètement déchargé. Sélectionnez un mégohmmètre avec une tension appropriée (généralement 500V ou 1000V).

Testez la résistance d'isolation des enroulements haute et basse tension par rapport à la terre et entre les enroulements.

Enregistrez les valeurs d'isolation et comparez-les à une norme.

2. Transformateur à sec

Débranchez également l'alimentation électrique et assurez-vous de la décharge.

Utilisez un mégohmmètre pour tester l'isolation entre les enroulements et la terre et entre les enroulements.

Les transformateurs de type sec ont généralement une résistance d'isolement plus élevée. Tenez compte des effets de la température et de l'humidité lors des mesures.

Comment choisir un transformateur immergé dans l'huile ou un transformateur sec？ ?

En fonction des besoins de capacité : Les transformateurs immergés dans l'huile sont préférés pour les grandes capacités, tandis que les transformateurs à sec sont préférés pour les petites capacités.

En fonction de l'environnement d'installation : Les transformateurs immergés dans l'huile sont préférés pour une utilisation à l'extérieur et les transformateurs de type sec pour une utilisation à l'intérieur.

Sur la base des exigences de sécurité : Les transformateurs de type sec sont préférés pour les zones densément peuplées.

Sur la base du budget : Les transformateurs immergés dans l'huile sont moins chers, tandis que les transformateurs à sec sont plus chers.

Sur la base de la durée de vie et de l'entretien : Les transformateurs immergés dans l'huile ont une durée de vie plus longue mais nécessitent un entretien de la qualité de l'huile. Les transformateurs à sec sont plus faciles à entretenir mais ont une durée de vie légèrement plus courte.

Principales différences entre les transformateurs immergés dans l'huile et les transformateurs à sec

Méthode de refroidissement : Huile ou air

Isolation moyenne : Huile isolante ou résine solide/air

Environnement d'installation : Extérieur et intérieur

Méthode d'entretien : Inspection de la qualité de l'huile ou simple nettoyage

Durée de vie : Les transformateurs immergés dans l'huile ont généralement une durée de vie plus longue

Analyse comparative des transformateurs immergés dans l'huile et des transformateurs à sec

Recommandations d'utilisation

Les entreprises industrielles et les sociétés de distribution d'électricité : Nous recommandons les transformateurs immergés dans l'huile pour leur efficacité économique et leur fonctionnement stable.

Hôpitaux, centres commerciaux, métros, etc : Nous recommandons les transformateurs de type sec pour leur sécurité et la protection de l'environnement.

Centres de données haut de gamme : Choisissez des transformateurs de type sec, peu bruyants et respectueux de l'environnement.

Analyse de la taille du marché

Note：Il s'agit d'un graphique linéaire des parts de marché des transformateurs immergés dans l'huile et des transformateurs de type sec de 2018 à 2024. On peut clairement voir que la part des transformateurs immergés dans l'huile diminue d'année en année, tandis que celle des transformateurs de type sec augmente progressivement. La tendance du marché s'oriente vers des produits de type sec, sûrs et respectueux de l'environnement.

Marché mondial : D'ici 2030, le marché mondial des transformateurs devrait dépasser les $40 milliards de dollars, les transformateurs immergés dans l'huile représentant environ 60% et les transformateurs de type sec environ 40%, l'écart se réduisant progressivement.

Marché chinois : En tant que plus grand consommateur d'électricité au monde, les transformateurs à bain d'huile dominent toujours le marché chinois, mais la demande de transformateurs de type sec augmente rapidement dans le cadre de l'urbanisation, des bâtiments intelligents et des transports ferroviaires.

Tendances futures du développement

Haute efficacité et économie d'énergie : Application de tôles d'acier au silicium à faible perte et de nouveaux noyaux.

Matériaux respectueux de l'environnement : Remplacer l'huile minérale par de l'huile végétale.

Surveillance intelligente : Équipé de capteurs et de l'internet des objets pour la surveillance des conditions.

Optimisation du marché : La part des transformateurs à sec augmente d'année en année, s'adaptant au développement urbain vert.

Conclusion

Les transformateurs immergés dans l'huile conviennent aux systèmes de transmission et de distribution à haute tension en extérieur et de grande capacité, tandis que les transformateurs secs conviennent davantage aux applications intérieures avec des exigences de sécurité plus élevées.

Avec la tendance croissante à la protection de l'environnement et aux technologies intelligentes, le marché des transformateurs de type sec se développe rapidement et devient plus populaire sur le marché des consommateurs. Toutefois, les transformateurs à bain d'huile continuent de jouer un rôle essentiel dans les réseaux électriques de base et les projets énergétiques à grande échelle. Ces deux types de transformateurs se complètent et contribuent conjointement à la sécurité et à la stabilité des réseaux électriques mondiaux.