中文简体Transformers immeurés à l'huile sont l'épine dorsale des réseaux de transmission électrique et de distribution dans le monde. Alors que le noyau et les enroulements effectuent la tâche fondamentale de la transformation de tension, le liquide diélectrique environnant - huile minérale ou alternatives de plus en plus et moins inflammables - joue plusieurs rôles indispensables essentiels au fonctionnement, à la longévité et à la sécurité du transformateur. La compréhension de ces fonctions souligne pourquoi l'huile n'est pas seulement un remplissage mais un composant essentiel.
Isolation électrique:
Fonction centrale: Le rôle principal de l'huile de transformateur est d'agir comme isolant électrique. Les hautes tensions présentes dans le transformateur nécessitent une isolation robuste entre les enroulements vivants eux-mêmes, entre les enroulements et le noyau mis à la terre, et entre les enroulements et le réservoir du transformateur.
Résistance diélectrique: l'huile de transformateur possède une résistance diélectrique élevée, nettement plus élevée que l'air. Cette propriété empêche l'arc électrique ou le clignotement entre les composants fonctionnant à différents potentiels, ce qui pourrait provoquer une défaillance catastrophique. L'huile remplit les espaces entre l'isolation solide (papier, tableau de bord) et les conducteurs, éliminant les poches d'air qui pourraient entraîner des décharges partielles.
Dissipation de chaleur (refroidissement):
Chaleur absorbante: Pendant le fonctionnement, les pertes électriques (pertes I2R dans les enroulements, les pertes de noyau) génèrent une chaleur considérable dans le transformateur.
Transfert de chaleur: l'huile agit comme un liquide de refroidissement très efficace. Il circule naturellement (ou via des pompes en unités plus grandes) en raison de courants de convection. Lorsque l'huile s'écoule sur le noyau chauffé et les enroulements, il absorbe la chaleur.
Rejet de chaleur: L'huile chauffée se déplace ensuite vers les surfaces de refroidissement du transformateur - généralement des radiateurs ou des nageoires de refroidissement. Ici, la chaleur est dissipée à l'air ambiant environnant. Ce cycle continu maintient la température de fonctionnement interne du transformateur dans des limites de conception sûres, empêchant la dégradation thermique de l'isolation solide (qui échouerait rapidement en cas de surchauffe). Un refroidissement efficace a un impact direct sur la capacité de charge du transformateur et la durée de vie.
Protection contre l'oxydation et l'humidité:
Fonction de barrière: l'huile crée une barrière entre les composants internes du transformateur (principalement l'isolation en papier cellulose et les enroulements / noyau métalliques) et l'oxygène atmosphérique.
La prévention de l'oxydation: minimiser l'exposition à l'oxygène ralentit considérablement le processus d'oxydation et de vieillissement de l'huile elle-même et, surtout, de l'isolation de la cellulose. L'oxydation dégrade les propriétés de l'isolation au fil du temps.
Contrôle de l'humidité: Bien que l'huile soit intrinsèquement hygroscopique (absorbe l'humidité), un volume d'huile bien entretenu aide à empêcher l'humidité atmosphérique de condenser directement et de dégrader l'isolation solide critique. L'humidité de l'isolation solide réduit considérablement sa résistance diélectrique et accélère le vieillissement.
Suppression de l'arc (condition de défaut):
Atténuation de la défaut interne: Dans le cas malheureux d'un défaut électrique interne (par exemple, un court-circuit), l'huile joue un rôle vital dans la mise en œuvre de l'arc résultant. Bien que l'arc soit extrêmement dommageable, l'huile aide à déioniser rapidement le chemin de l'arc et à l'éteindre, empêchant le défaut de dégénérer immédiatement de manière incontrôlable. Ce confinement achète du temps critique pour que les relais de protection fonctionnent et isolent le transformateur.
Surveillance des conditions:
Mélier de diagnostic: l'huile de transformateur sert d'outil de diagnostic précieux. Au fil du temps, il dissout les gaz produits par des processus de vieillissement normaux et, plus important encore, par des conditions anormales comme la surchauffe, les décharges partielles ou l'arc.
Analyse des gaz dissous (DGA): L'échantillonnage et l'analyse réguliers des gaz dissous dans l'huile (DGA) sont une méthode principale pour évaluer la santé interne d'un transformateur à l'huile. Les gaz spécifiques et leurs concentrations peuvent indiquer le type et la gravité des problèmes de développement, permettant un maintien prédictif avant une défaillance majeure.
L'huile dans un transformateur à l'huile est loin d'être inerte. Il s'agit d'un fluide d'ingénierie multifonctionnel critique pour un fonctionnement sûr et fiable. Sa résistance diélectrique élevée garantit l'intégrité électrique, sa capacité de transfert de chaleur efficace empêche une surchauffe dangereuse et offre une protection essentielle contre la dégradation de l'environnement. En outre, il agit comme une première ligne de défense pendant les défauts internes et sert d'indicateur inestimable de la condition interne du transformateur. Sans ces fonctions vitales remplies par l'huile, le fonctionnement fiable et à long terme de transformateurs haute puissance qui sous-tente notre réseau électrique serait impossible. Des alternatives telles que les transformateurs de type sec existent pour des applications spécifiques, mais pour les exigences exigeantes des conceptions à haute tension et à haute capacité, les conceptions à l'huile restent dominantes, en grande partie en raison des avantages uniques fournis par l'huile diélectrique.
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