Transformateurs immergés dans un liquide: comment fonctionnent-ils?

Les transformateurs immergés dans un liquide, ou transformateurs isolés par liquide, se positionnent comme la technologie la plus économique, sûre et durable pour les réseaux électriques

Les transformateurs sont des éléments clés du réseau électrique qui, selon leur typologie, offrent une série d’avantages pour modifier l’énergie électrique de la manière la plus efficace possible. Si nous avons récemment découvert comment ces éléments fonctionnent, aujourd’hui nous allons nous plonger dans le fonctionnement et les avantages de l’une des alternatives les plus connues : les transformateurs immergés dans un liquide, également appelés transformateurs submergés. Les vérifications techniques positionnent ce type de transformateurs comme étant le plus compétitif, mais pourquoi ? Commençons par une brève présentation de leur fonctionnement et de leurs principales caractéristiques.

La principale caractéristique qui définit cette machinerie électrique est qu’une grande partie des éléments internes de la pièce est complètement immergée dans un liquide diélectrique (dans certains cas, il peut s’agir d’huile), qui agit comme l’un des matériaux isolants pour transférer l’énergie dans le processus d’induction électromagnétique par lequel l’électricité est transformée selon les besoins du réseau. Ainsi, ce liquide remplit trois principales propriétés isolantes :

• Isolation électrique : Le liquide diélectrique incorporé aux éléments du transformateur possède des propriétés diélectriques de haute résistance qui aident à prévenir les courts-circuits en agissant comme un séparateur entre les enroulements (un circuit de fils électriques) et le noyau du transformateur. De plus, l’absence de soufres corrosifs ou d’acides inorganiques évite l’usure des conducteurs et des éléments métalliques de la pièce.
• Isolation thermique : Une autre de ses fonctions isolantes est d’agir comme un refroidisseur pour dissiper la chaleur générée pendant son fonctionnement, réduisant ainsi les risques liés à la surchauffe de cet élément. Cela est dû à sa faible viscosité, permettant un transfert adéquat de la chaleur vers l’extérieur.
• Isolation environnementale : De plus, le liquide diélectrique agit comme un allié parfait pour augmenter la durée de vie du transformateur et ainsi l’opérabilité du réseau électrique, protégeant ses bobines contre des éléments environnementaux tels que l’humidité et la poussière. Sa résistance aux émulsions avec l’eau prévient l’oxydation et facilite la formation de boues internes. En outre, l’huile sert de rempart contre les problèmes causés par le froid dans le réseau électrique, car ce type de liquide isolant a un point de congélation bas.

Parmi les types de liquides diélectriques, il existe des distinctions entre les composés de silicone, d’origine minérale, ester ou végétale ; quelque chose qui variera en fonction des exigences techniques de l’installation dans divers aspects. Il est donc assez courant de les appeler transformateurs submergés, compte tenu de la grande variété de liquides isolants qu’ils utilisent.

Principaux avantages des transformateurs immergés

Maintenant que nous connaissons ce qui distingue ce type de transformateurs, passons à l’analyse de leurs principaux avantages – nous en avons déjà vu certains – en fonction des critères les plus pertinents lors du choix d’une technologie plutôt qu’une autre pour fournir un service au réseau.

Transformateurs diélectriques et critères de sécurité

L’un des critères les plus importants du point de vue de l’opérabilité du réseau électrique est la sécurité, tant pour le réseau que pour ceux qui y travaillent, l’électricité étant un élément quotidien de notre vie nécessitant des mesures de sécurité importantes. À cet égard, les transformateurs immergés dans un liquide se sont révélés être la meilleure solution possible de part et d’autre, comme nous pouvons le voir dans l’infographie suivante.

Les transformateurs à huile fonctionnent mieux sous des charges électriques élevées, leur permettant de réagir malgré les surtensions pouvant exister dans le réseau. De plus, en raison de leur type d’isolation, ces transformateurs présentent une plus grande résistance à la surchauffe typique des situations de stress thermique ; ce qui se traduit également par une durabilité accrue en résistant mieux aux surcharges et aux transitoires de tension.

Transformateurs immergés et coûts d’installation et de maintenance

Aussi important que le point précédent est le coût que l’installation et la maintenance d’un élément critique du réseau, tel qu’un transformateur, impliquent pour les opérateurs et les utilisateurs du réseau. À cet égard, les transformateurs isolés à l’huile sont clairement plus compétitifs par rapport à leurs homologues secs. En effet, le fait qu’ils ne nécessitent pas de boîtier de protection réduit considérablement leur coût initial ; cela s’étend également au fait qu’ils, ne nécessitant pas d’accessoires pour le refroidissement – grâce aux propriétés thermiques de l’huile -, réalisent un meilleur refroidissement et une meilleure dissipation thermique à un coût inférieur.

De plus, ce type de transformateurs est extrêmement facile à installer et à maintenir en conditions extérieures, où ils ne nécessitent pas de boîtiers supplémentaires pour les protéger des intempéries, ce qui prolonge leur durée de vie en remplaçant leur huile diélectrique (dans les modèles haute puissance) et nécessitant moins de maintenance en raison du faible taux de perte d’isolation pendant le service.

Pour toutes ces raisons, le TCO (coût total de possession) d’un transformateur immergé dans un liquide est bien inférieur à celui de ses homologues secs, qui finissent par être plus coûteux et coûteux à entretenir.

Transformateurs immergés et critères de durabilité

Cependant, si nous parlons de critères pertinents, l’aspect durable ou environnemental se révèle être l’un des plus importants. L’électrification de notre économie doit reposer sur des réseaux électriques durables et efficaces, ce à quoi contribue la typologie constructive des transformateurs.

Ainsi, nous observons que les transformateurs submergés ont un impact acoustique plus faible pendant leur utilisation grâce au niveau d’induction plus bas nécessaire à travers l’huile, affectant moins la vie environnante. De même, et en lien avec les phénomènes climatiques aigus causés par le changement climatique, ce type de transformateurs a une sensibilité moindre à l’environnement, réduisant significativement le risque d’être affecté par les inondations ou les tempêtes. Un point qui les rend particulièrement compétitifs dans les zones à risque élevé d’inondation.

Si nous analysons le cycle de vie du produit, ce qui nous permettra de savoir si la solution technologique nous accompagnera de manière durable, les transformateurs submergés ont un impact environnemental inférieur dans la catégorie principale du Potentiel de Réchauffement Global (Empreinte Carbone) selon l’Évaluation du Cycle de Vie (ACV). De plus, ils présentent une meilleure efficacité pendant la phase d’utilisation, qui est l’impact principal de l’ACV (90 %), et des enregistrements de charge supérieurs à ceux indiqués par l’indice lui-même, ce qui entraîne des performances encore plus grandes du point de vue de l’efficacité énergétique.

Pour toutes ces raisons, les transformateurs submergés sont devenus la référence majoritaire au sein du réseau électrique. Vous souhaitez approfondir les avantages techniques de ce type d’isolation ? Contactez-nous pour que nous puissions vous aider dans votre projet: