Nous prendrons en considération les deux facteurs suivants lors de la sélection de l'acier, l'un est l'usinabilité de l'acier, l'autre est le caractère vervice pendant le traitement, nous espérons que l'acier a une faible résistance et un allongement élevé, ce qui le rend facile à couper , cachet ou formulaire. Mais au service de l'acier, nous espérons qu'il a une haute résistance, de bonnes performances d'impact pour subir des conditions de service extrêmes. Pour ces deux raisons, il convient de sélectionner un acier adapté à ses propriétés mécaniques. Les propriétés mécaniques principales incluent Limite d'élasticité La limite d'élasticité ou le point d'élasticité d'un matériau est défini dans l'ingénierie et la science des matériaux comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement. Avant la limite d'élasticité, le matériau se déformera élastiquement et reviendra à sa forme d'origine lorsque la contrainte appliquée sera supprimée. Une fois la limite d'élasticité dépassée, une partie de la déformation sera permanente et irréversible. Résistance à la traction La résistance à la traction est indiquée par la contrainte maximale avant la rupture de l'éprouvette. En général, il indique quand la rétreinte se produira. Élongation L'allongement, ou le pourcentage d'allongement à la rupture, est défini comme la variation de la longueur entre repères après rupture par unité de la longueur entre repères d'origine. Un allongement élevé signifie que le matériau peut supporter une grande déformation permanente avant rupture, ou une grande déformabilité. Les paramètres limite d'élasticité, résistance à la traction, allongement sont mesurés par essai de traction. Énergie d'impact L'énergie d'impact, ou ténacité, est déterminée par l'énergie absorbée par l'éprouvette lors de la rupture lors de l'essai d'impact. Elle est mesurée en unités de joules. L'énergie d'impact indique la résistance du matériau à la charge d'impact. Il est testé par le test charpy V-notch. Si un soudage est nécessaire pendant le processus, nous devons tenir compte des performances de soudage de l'acier. Soudage Pour l'acier, le soudage est une fabrication consistant à combiner différentes pièces d'acier ensemble. Dans le soudage, normalement les sites de liaison fondent ensemble et refroidissent pour former un joint solide, comme le soudage à l'arc électrique, le soudage au gaz et le soudage par résistance électrique. Soudabilité La soudabilité, également appelée joignabilité, d'un matériau fait référence à son aptitude à être soudé. La plupart des aciers peuvent être soudés, mais certains sont plus faciles à souder que d'autres. Il influence grandement la qualité de la soudure et est un facteur important dans le choix du procédé de soudage à utiliser.    

Scénario 1 : Transmission principale d’un véhicule à énergie nouvellePour les groupes motopropulseurs principaux hautes performances (800 V) des véhicules de tourisme à énergies nouvelles, il est recommandé d'utiliser des tôles d'acier au silicium non orientées de 0,2 mm, qu'elles soient de type culasse ou segmentées. noyau axial offre des avantages tels qu'un couple de saturation élevé, de faibles pertes fer (grâce aux fines lamelles), une compatibilité avec le refroidissement à l'huile et un rapport coût-efficacité pour la production en série. Scénario 2 : Articulations de robots humanoïdesPour les articulations complètes haute performance des robots humanoïdes, noyaux axiaux Les modèles en acier au silicium ultra-mince sont recommandés. Scénario 3 : Avion eVTOL/basse altitudeCaractéristiques de fonctionnement : fréquence fondamentale de 500 à 1 500 Hz, densité de puissance supérieure à 8 kW/kg, extrême sensibilité au poids, faible volume de production (de quelques centaines à quelques milliers d’unités) et tolérance élevée aux coûts. Par conséquent, un noyau axial de 0,1 mm est requis. acier au silicium mince est recommandé, car il offre un rapport poussée/poids favorable et le marché de l'acier au silicium ultra-mince est relativement mature. Scénario 4 : Servomoteur industriel / Broche à grande vitessePour les applications servo générales (vitesse moyenne), il est recommandé d'utiliser des noyaux axiaux en tôles d'acier au silicium de 0,2 à 0,35 mm d'épaisseur, cette technologie étant éprouvée et offrant un excellent rapport coût-performance. Pour les applications de broches à grande vitesse (> 20 000 tr/min), nous recommandons l'utilisation de noyaux axiaux amorphes/nanocristallins, la maîtrise des pertes fer étant cruciale. Enfin, pour les applications impliquant des arrêts et démarrages fréquents, un noyau axial en acier au silicium de 0,2 mm d'épaisseur est recommandé en raison de sa faible inertie et de ses faibles pertes fer. Scénario 5 : Appareils électroménagers / Compresseurs de climatiseursCaractéristiques de fonctionnement : fréquence fondamentale de 50 à 200 Hz, faible densité de couple, volume de production extrêmement élevé (de 100 000 à plus d’un million d’unités) et forte sensibilité aux coûts. Par conséquent, un noyau axial en fer de 0,35 mm d’épaisseur, en acier au silicium non orienté, caractérisé par une basse fréquence, un volume de production élevé et un bon rapport coût-efficacité, sous forme bobinée ou estampée, est suffisant. Cependant, les moteurs à grande vitesse équipant certains aspirateurs et sèche-cheveux haut de gamme peuvent également utiliser des noyaux axiaux constitués de fines tôles d’acier au silicium (0,2 mm), offrant certains avantages en fonctionnement à haute fréquence.

L'application de noyaux axiaux Elle se concentre principalement sur les applications exigeant une extrême finesse, légèreté et une densité de couple élevée. Son essence réside dans un noyau de conversion électromagnétique plat, ce qui la rend particulièrement adaptée aux situations où il est nécessaire de « faire en sorte que » moteur « Plat, léger et puissant », le trouvera-t-on. Actuellement, les applications les plus abouties et les plus innovantes se concentrent principalement dans les domaines suivants :1. Véhicules à énergies nouvelles : moteurs intégrés aux roues et moteurs moteurs principauxIl s'agit actuellement du scénario d'application le plus suivi et le plus imaginatif. Moteurs intégrés à la roue : Le moteur est directement inséré dans la roue. La forme plate du noyau axial épouse parfaitement l’espace restreint à l’intérieur de la roue, et son couple élevé intrinsèque lui permet d’entraîner directement la roue, éliminant ainsi le besoin d’un réducteur et d’un différentiel. Mercedes-Benz, Ford, GM, BYD, Dongfeng et d’autres constructeurs automobiles ont développé des prototypes ou des projets de production en série de moteurs intégrés à la roue, le noyau axial étant l’élément central.Moteur principal hybride/100 % électrique : Certains modèles haut de gamme commencent à utiliser des moteurs à flux axial comme moteur auxiliaire sur l’essieu avant ou arrière. Grâce à sa longueur extrêmement réduite, il peut être facilement placé entre le moteur et la transmission, ou logé dans un interstice du châssis, sans empiéter sur l’espace précieux de l’habitacle. 2. Moteurs articulaires pour robots humanoïdesLes articulations des robots humanoïdes nécessitent une densité de puissance et de couple extrêmement élevée, tout en conservant une taille très compacte.Les moteurs radiaux traditionnels sont souvent trop longs, dépassant de l'articulation et affectant l'esthétique et la flexibilité.Les moteurs axiaux, de par leur forme aplatie, peuvent être parfaitement intégrés aux articulations des bras et des jambes des robots, à la manière d'un « module musculaire ». Nombreux sont ceux qui étudient ou utilisent déjà des moteurs axiaux à noyau de fer pour obtenir des mouvements plus naturels et une puissance explosive accrue. 3. Automatisation industrielle et machines-outils : broches à grande vitesse et servomoteursBroches à grande vitesse : Grâce à leurs circuits magnétiques courts et à leurs faibles pertes fer, les noyaux axiaux sont idéaux pour les broches rotatives à haute fréquence et à grande vitesse. Par exemple, les broches des perceuses et des graveuses de circuits imprimés peuvent atteindre des vitesses de plusieurs dizaines, voire centaines de milliers de tours par minute (tr/min). Les noyaux axiaux réduisent efficacement la production de chaleur et les pertes d’énergie.Servomoteurs : Dans les équipements automatisés nécessitant un démarrage-arrêt rapide et un positionnement précis (comme le septième axe d’un robot et les machines d’emballage), la faible inertie des moteurs axiaux permet des temps de réponse extrêmement rapides, ce qui les rend plus adaptés que les servomoteurs radiaux traditionnels. 4. Appareils électroménagers et électronique grand publicCompresseurs de climatiseurs : Certains climatiseurs japonais haut de gamme commencent à utiliser des moteurs à noyau axial dans leurs compresseurs Inverter. Leur structure plate permet un encombrement réduit, facilitant ainsi leur intégration dans les unités murales ou de plafond. Aspirateurs et sèche-cheveux : Si les moteurs à structure radiale sont la norme pour les moteurs numériques haute vitesse de certaines marques haut de gamme, les solutions axiales font l’objet de recherches. Les moteurs axiaux permettent de réduire la longueur totale des appareils, ce qui les rend plus ergonomiques, tout en conservant une puissance d’aspiration élevée. Drones/Voitures volantes (eVTOL) : Pour les aéronefs électriques à décollage et atterrissage vertical (eVTOL), chaque gramme compte. Les avantages liés à la forte densité de puissance et à la légèreté des moteurs à noyau axial sont ici pleinement exploités, et de nombreux projets eVTOL utilisent cette topologie pour leurs moteurs d’hélices.

Du point de vue du processus, la principale différence entre Transformateurs immergés dans l'huile et Transformateurs de type sec La différence réside dans la méthode de construction du système d'isolation et le procédé d'encapsulation des enroulements. En résumé : les transformateurs immergés dans l'huile assurent l'isolation et la dissipation de la chaleur grâce à leur immersion dans l'huile, tandis que les transformateurs secs assurent l'isolation grâce à leur encapsulation dans des matériaux solides.1. Processus de construction du système d'isolation (la différence la plus cruciale)Transformateurs immergés dans l'huileLes enroulements sont « à peine enroulés » : le fil de cuivre est enveloppé de papier pour câble ou de papier ondulé, et n'est pas entièrement encapsulé après l'enroulement.L'isolation est remplie d'huile : tous les espaces entre les enroulements et le noyau, entre les enroulements eux-mêmes, et entre les enroulements et le réservoir sont remplis d'huile isolante.Procédé clé : Injection d’huile sous vide — Une fois le corps du transformateur séché, filtré et dégazé, de l’huile isolante est injectée sous vide pour garantir que l’huile mouille complètement tous les espaces d’isolation et élimine les bulles d’air.Transformateurs de type sec (en prenant comme exemple le type courant moulé en résine époxy)Les enroulements sont « solidifiés » : après l’enroulement du fil de cuivre, celui-ci est placé dans un moule, puis de la résine époxy est coulée sous vide. Après durcissement, elle forme un matériau isolant dur.L'isolation repose sur la résine époxy : la résine elle-même est à la fois un matériau isolant et un support structurel.Procédé clé : Coulage sous vide — la résine époxy est mélangée avec un agent de durcissement et une charge sous vide, puis injectée dans le moule pour éliminer les bulles d’air et garantir que la couche isolante est dense et sans défaut.2. Processus de fabrication par bobinage :Transformateur immergé dans l'huileAucune encapsulation globale après enroulementL'isolation intermédiaire est réalisée avec du papier pour câbles, et les extrémités sont isolées avec du carton isolant ou du bois lamellé-collé.La bobine enroulée est directement fixée sur le noyau de fer, puis l'ensemble de la bobine est immergé dans l'huile.Transformateur secLe moulage sous vide ou l'imprégnation sous pression sous vide (VPI) est obligatoire après l'enroulement.Les bobines basse tension sont généralement enroulées avec du cuivre ou du papier aluminium pour réduire les pertes par courants de Foucault.Les bobines haute tension utilisent du fil rond ou plat émaillé, puis sont coulées avec de la résine époxy.Après le moulage, un traitement de durcissement (durcissement thermique) est nécessaire pour permettre à la résine d'atteindre sa résistance finale. 3. Processus d'assemblage et de scellage :Transformateur immergé dans l'huileUne fois le corps du transformateur (noyau + enroulements) assemblé, il doit être installé dans un réservoir d'huile étanche.Les exigences en matière de soudage des réservoirs d'huile sont strictes et un test d'étanchéité (test de pression d'air ou d'eau) est requis.Accessoires d'installation : conservateur d'huile, radiateur, relais de gaz, déshumidificateur, etc.Enfin, le remplissage d'huile sous vide est effectué.Transformateur secUne fois le corps du transformateur assemblé, un réservoir d'huile n'est plus nécessaire.La coque extérieure de protection (plaque métallique ou grille) est installée directement, principalement pour la protection plutôt que pour l'étanchéité.Une sonde de contrôle de température et un ventilateur de refroidissement (en option) sont installés.Pas de conservateur d'huile, pas de radiateur, pas de relais à gaz 4. Procédures de test :Transformateurs immergés dans l'huileOutre les tests électriques de routine, des tests d'hydratation de l'huile sont nécessaires (tension de claquage, teneur en eau, indice d'acide, analyse chromatographique, etc.).Un test d'étanchéité est nécessaire (pour vérifier l'étanchéité du réservoir).Les mesures de décharge partielle sont généralement effectuées après le remplissage d'huile.Transformateurs à secAucun test d'hydratation de l'huile requis.Concentrez-vous sur les niveaux de décharge partielle (généralement ≤10pC, niveau européen avancé ≤5pC).Des tests de résistance d'isolation et de taux d'absorption sont nécessaires pour vérifier la présence d'humidité.

En Afrique, la demande en systèmes de traitement d'eau à bain d'huile et à sec diffère considérablement : les systèmes à bain d'huile dominent largement en termes de volume, tandis que les systèmes à sec représentent un segment de marché en forte croissance, caractérisé par une production à petite échelle et un taux de croissance élevé. Ils ne sont pas concurrents sur le même marché, mais répondent à des besoins totalement différents. En termes de volume, le marché africain des transformateurs est caractérisé par la prédominance des transformateurs à bain d'huile. l Pourquoi la demande de conteneurs immergés dans l'huile est-elle beaucoup plus forte en Afrique ?L'environnement naturel et les conditions socio-économiques de l'Afrique sont presque faits sur mesure pour Transformateurs immergés dans l'huile:1. Adaptabilité aux environnements à températures extrêmement élevées : les températures en Afrique (en particulier en Afrique du Nord, au Sahel et dans la région du Golfe) dépassent souvent 50 °C. Les transformateurs immergés dans l’huile utilisent de l’huile isolante comme fluide de refroidissement, et leur système de gestion thermique reste stable à haute température ; Transformateurs de type sec Ces transformateurs reposent sur la convection naturelle pour dissiper la chaleur, ce qui réduit considérablement leur efficacité dans les environnements à haute température. C'est la principale raison physique expliquant la prédominance des transformateurs immergés dans l'huile en Afrique du Nord, au Sahel et dans la région du Golfe.2. Les installations extérieures dominent la demande en électricité en Afrique, qui provient principalement de : l’électrification rurale (transformateurs extérieurs sur poteaux ou au sol), les micro-réseaux miniers (mines à ciel ouvert), les centrales photovoltaïques distribuées et l’extension du réseau électrique urbain (transformateurs extérieurs de type boîtier). Plus de 90 % de ces installations se trouvent en extérieur, et les transformateurs immergés dans l’huile sont plus performants que les transformateurs secs en termes de rentabilité, de capacité de surcharge et de résistance aux intempéries.3. Sensibilité aux coûtsLes transformateurs de distribution standard immergés dans l'huile coûtent environ 15 à 30 $/kVA, tandis que les transformateurs secs coûtent 30 à 50 $/kVA, soit plus du double. Dans la plupart des pays africains et pour les projets aux budgets limités, les transformateurs immergés dans l'huile sont privilégiés par rapport aux transformateurs secs chaque fois que cela est possible.4. Maturité technologique et facilité d'entretienEn Afrique, la main-d'œuvre locale qualifiée fait défaut. Les systèmes immergés dans l'huile sont des équipements éprouvés, dotés de systèmes d'inspection et de maintenance applicables à l'échelle mondiale. En revanche, les systèmes secs requièrent une expertise technique plus poussée de la part du personnel de maintenance en cas de problème. Cependant, avec l'augmentation des taux d'urbanisation en Afrique, l'accélération de la construction de centres de données en Afrique du Sud, au Nigéria et au Kenya, et le développement de l'immobilier commercial, la part des toitures sèches continuera de progresser par rapport à son taux de pénétration actuel d'environ 17 %, et devrait atteindre plus de 30 % dans le secteur des bâtiments commerciaux aux alentours de 2030. Malgré cela, en termes de volume, l'avantage considérable des toitures immergées dans l'huile en Afrique ne devrait pas être remis en cause au cours des 10 à 15 prochaines années.

Du point de vue des matières premières, la différence fondamentale entre Transformateurs de type sec et transformateur immergé dans l'huileCela réside dans les différents matériaux isolants et d'encapsulation des enroulements, qui déterminent la composition de l'ensemble de leur système de matériaux. Isolation du noyau : huile ou air + isolation solidetransformateur immergé dans l'huileMatériau isolant principal : huile isolante minérale (raffinée à partir de fractions de pétrole, telles que l’huile naphténique et l’huile paraffinique).L'huile isolante remplit deux fonctions principales : l'isolation électrique et la dissipation de la chaleur.L'huile remplit tous les espaces entre les enroulements, entre les enroulements et le noyau, et entre les enroulements et le réservoir.Transformateurs de type secMatériau d'isolation principal : Isolation solide, sans isolation liquide.Trois approches techniques courantes :Coulée de résine époxy (méthode courante) : les enroulements sont coulés sous vide et enrobés de résine époxy.Isolation en papier Nomex (classe H) Transformateurs de type secPapier polyamide aromatique DuPont + air) :Type d'imprégnation de fibres de verre : Résine renforcée de fibres de verreLa dissipation de la chaleur repose entièrement sur la convection de l'air (AN) ou sur la ventilation forcée par ventilateur (AF). Matière principale : Essentiellement la mêmeLes deux noyaux utilisent du bois laminé à froid à grains orientés tôles d'acier au silicium (CRGO), transformé par empilage ou enroulement. Il n'y a pas de différence fondamentale dans cette matière première. Certains haut de gamme Transformateurs de type sec utiliser noyaux en alliage amorphe afin de réduire les pertes à vide, mais cela ne constitue pas un critère de distinction entre les catégories de produits. Différences de matériaux entre le réservoir de carburant et les composants structurelstransformateur immergé dans l'huileRéservoir à mazout : Tôle d'acier soudée, surface intérieure revêtue de vernis isolantAccessoires : séparateur d’huile, durites de refroidissement/radiateur, relais de gaz, durite antidéflagrante, déshydratant (filtre en silicone), vanne de filtre à huileCes composants sont eux-mêmes des matières premières importantes.Transformateur secBoîtier : Boîtier de protection en alliage d'aluminium ou en tôle d'acier (IP20/IP23), sans réservoir d'huilePas de conservateur d'huile, pas de radiateur, pas de relais à gazSeuls un système de contrôle de température (sonde PT100 + régulateur de température) et un ventilateur de refroidissement (en option)La consommation globale de matériaux est nettement inférieure à celle des transformateurs à mazout. Les transformateurs à huile utilisent l'huile pour l'isolation et la dissipation de la chaleur, ce qui permet d'avoir des enroulements nus et un réservoir d'huile épais et lourd ; les transformateurs à sec utilisent une résine époxy pour l'isolation et l'air pour la dissipation de la chaleur, ce qui permet d'obtenir des matériaux plus légers et plus propres, mais le coût des matériaux époxy eux-mêmes n'est pas négligeable.

Comparé à transformateurs immergés dans l'huile, Transformateurs de type sec présentent des avantages significatifs dans quatre dimensions essentielles : sécurité incendie, installation flexible, respect de l’environnement et fonctionnement sans entretien, et adéquation aux environnements spéciaux. 1. Sécurité intrinsèque : sans huile, ininflammable et non explosifAbsence de liquides inflammables : les enroulements des transformateurs de type sec sont directement isolés avec de la résine époxy ou du papier NOMEX, éliminant ainsi les risques de fuite, de combustion ou d’explosion.Zéro contrainte en matière de lutte contre l'incendie : pas besoin de réservoirs de mazout d'urgence, de puisards, de systèmes d'extinction automatique ou de coupe-feu ; peut être installé directement dans les bâtiments, les sous-sols, les centres commerciaux, les hôpitaux, les centres de données, les stations de métro et autres zones densément peuplées.En cas d'incendie dans un transformateur immergé dans l'huile, l'huile se répandra, brûlera et libérera des fumées toxiques ; les transformateurs secs évitent complètement ce problème. 2. Emplacement d'installation extrêmement flexiblePeut être installé à proximité du centre de charge : les transformateurs secs peuvent être placés au milieu d’un étage, à l’intérieur d’une gaine ou dans un coin de la salle des machines, sans nécessiter de salle de transformateur séparée (à condition que la ventilation soit suffisante).Sans restriction de hauteur/nombre d'étages : les transformateurs refroidis à l'huile sont généralement installés uniquement au rez-de-chaussée ou au premier niveau de sous-sol (en tenant compte du réservoir d'huile et du transport), tandis que les transformateurs secs peuvent être installés sur le toit ou à l'étage technique des immeubles de grande hauteur.Encombrement réduit : sans réservoirs d'huile, radiateurs, conservateurs d'huile, relais de gaz et autres accessoires, la structure est compacte. 3. Utilisation et entretien simples, aucun risque de fuiteManipulation sans huile : aucun besoin de filtration régulière d’échantillons d’huile, de test de tension de claquage de l’huile, de remplissage du niveau d’huile ou de réparation des fuites.Aucun problème de vieillissement des joints : les transformateurs lubrifiés à l’huile sont plus susceptibles aux fuites dues au vieillissement des joints ; les transformateurs à sec éliminent complètement ce problème.Les inspections de routine nécessitent uniquement la vérification du régulateur de température et du ventilateur ; pratiquement aucun consommable n'est requis. 4. Protection de l'environnement et propretéAbsence de pollution par les hydrocarbures : même après le démantèlement, il n’y a pas de problème d’élimination des huiles usées, et les tôles de cuivre et d’acier au silicium sont recyclées de manière plus propre.Sans odeur ni émission de vapeurs d'huile : convient aux environnements sensibles à la qualité de l'air tels que les usines alimentaires, les ateliers pharmaceutiques et les salles blanches d'électronique de précision. 5. Forte résistance aux courts-circuits (sous certaines structures)Les enroulements des transformateurs secs moulés en résine sont polymérisés dans la masse, ce qui leur confère une résistance mécanique extrêmement élevée. Leur capacité à résister aux forces électrodynamiques de court-circuit est supérieure à celle des transformateurs hydrauliques de même puissance (les enroulements des transformateurs hydrauliques sont libres et maintenus par des goupilles de pression).Dans les systèmes de distribution d'énergie industriels et miniers soumis à des courts-circuits fréquents, les transformateurs de type sec présentent souvent un taux de défaillance plus faible. 6. Niveau de décharge partielle contrôlableLe procédé de coulée sous vide permet de contrôler les décharges partielles à un niveau très bas (≤5 pC), et sa tolérance aux harmoniques de haute fréquence et aux surtensions de fonctionnement est meilleure que celle des transformateurs refroidis à l'huile (les décharges partielles dans les transformateurs refroidis à l'huile ont tendance à augmenter avec la détérioration de la qualité de l'huile).

Comparé à Transformateurs de type sec, Transformateurs immergés dans l'huile offrent des avantages significatifs, notamment en termes de capacité et de tension nominale, de dissipation de chaleur et de protection contre les surcharges, d'efficacité opérationnelle, de coûts d'acquisition et d'adaptabilité environnementale. Des capacités et des niveaux de tension plus élevés sont possibles.Les transformateurs immergés dans l'huile utilisent la circulation de l'huile pour l'isolation et la dissipation de la chaleur, éliminant ainsi le problème de la liaison résine/air rencontré dans les transformateurs secs. Par conséquent :Capacité unitaire : Les transformateurs secs atteignent généralement une limite supérieure de 2 500 à 3 150 kVA, tandis que les transformateurs immergés dans l’huile peuvent facilement atteindre des dizaines, voire des centaines de MVA.Niveaux de tension : Les transformateurs secs atteignent généralement 35 kV, tandis que les transformateurs immergés dans l’huile peuvent atteindre 110 kV, 220 kV, voire plus, ce qui en fait la pierre angulaire des réseaux de transport et de distribution d’électricité.En résumé : pour les applications de grande capacité et à haute tension, les transformateurs immergés dans l’huile sont quasiment la seule option.Dissipation thermique et capacité de surcharge élevéesL'huile de transformateur possède une capacité thermique massique et une conductivité thermique bien supérieures à celles de l'air. Associée à la convection/circulation forcée de l'huile, elle permet de dissiper rapidement la chaleur des enroulements.La capacité de surcharge à court terme est nettement supérieure à celle des transformateurs de type sec (inertie thermique plus élevée, meilleure résistance aux chocs).Lors d'un fonctionnement à charge élevée à long terme (≥75%), le contrôle de l'élévation de température des enroulements est plus stable et il est moins probable qu'il soit forcé de s'arrêter ou de réduire sa puissance par des stratégies de gestion de la température. Efficacité opérationnelle supérieure (notamment en conditions de charge élevée)Réduction des pertes de charge (Pk) aux températures de fonctionnement réelles : le refroidissement par huile assure une répartition uniforme de la température et la résistance de l’enroulement ne subit pas de pics avec des points chauds localisés comme dans les systèmes à sec.Dans les scénarios avec des charges élevées prolongées et des durées de fonctionnement longues, les transformateurs refroidis à l'huile offrent généralement des pertes globales (coûts d'électricité) inférieures à celles des systèmes de type sec.De plus, la solution du transformateur refroidi à l'huile en alliage amorphe permet une perte à vide (Po) extrêmement faible, ce qui en fait une option cruciale pour atteindre une « efficacité ultime », tandis que les transformateurs amorphes de type sec sont limités par les contraintes de dissipation de chaleur, ce qui réduit considérablement leur champ d'application.Des coûts d'approvisionnement inférieurs pour une même capacitéÀ capacité égale, le prix des postes hydrauliques est généralement nettement inférieur à celui des postes secs. Plus la capacité est importante, plus la différence de prix absolue est substantielle.Pour les sous-stations de grande capacité (par exemple, ≥1600 kVA), il existe moins de modèles de type sec parmi lesquels choisir, tandis que les sous-stations hydrauliques offrent une sélection plus large, une concurrence mature et une rentabilité supérieure. bruit de fonctionnement réduitL'huile amortit les vibrations dans le noyau et les enroulements, et combinée à l'effet tampon inhérent des sous-stations extérieures/montées sur panneau, les sous-stations refroidies à l'huile fonctionnent généralement de 5 à 10 dB plus silencieusement que les sous-stations de type sec.Dans les environnements sensibles au bruit, les sous-stations refroidies à l'huile sont en réalité plus adaptées. Adaptabilité environnementale accrue (axée sur l'extérieur)Bonne résistance aux intempéries : insensible aux basses températures (l’huile ne gèle pas et ne se fissure pas), et résiste aux hautes températures grâce à sa conception de dissipation thermique ; plage de températures plus large que les systèmes à sec.Pour les plateformes extérieures, les sous-stations de transformation, les zones montagneuses et les réseaux électriques ruraux — des scénarios où « personne ne gère l'environnement et où les conditions sont difficiles » —, les systèmes à pétrole sont plus robustes.

1. Perte à vide Po – sensiblement au même niveauPo dépend principalement du matériau du noyau et de la densité de flux magnétique nominale. Pour une même classe d'efficacité, Transformateurs immergés dans l'huile et Transformateurs de type sec utiliser le même niveau de laminage à froid à grains orientés tôles d'acier au silicium (CRGO) ou même alliages amorphes, donc Po peut être très proche.2. Pertes en charge Pk – Les transformateurs immergés dans l'huile présentent un avantage à la « température de fonctionnement réelle »Voici le principal point de divergence :Immersion dans l'huile : la chaleur des enroulements est rapidement évacuée par l'huile, ce qui assure une température d'huile uniforme et un meilleur contrôle des points chauds. L'élévation de température de la résistance est relativement maîtrisable ; R(T) dans Pk = I²R(T) ne subira donc pas de pics excessifs.Bobine d'enroulement à immersion sèche (SCB moulée en résine époxy) : Bien que les matériaux d'isolation de classe F (155 °C) et de classe H (180 °C) permettent des températures plus élevées, le système de contrôle, pour optimiser la durée de vie, maintient généralement la température de l'enroulement dans une plage plus prudente (par exemple, ≤ 120 à 130 °C en continu). Dès qu'elle approche du seuil critique, le système limite la charge ou arrête le ventilateur à pleine vitesse.Résultat : À quantité de conducteurs et marge de conception égales, le Pk d'un transformateur immergé dans l'huile est plus susceptible de se stabiliser à une valeur effective inférieure lors d'un fonctionnement prolongé à charge élevée – cela n'est pas dû à des « fils de cuivre différents », mais plutôt à un dissipateur thermique plus puissant.3. La dissipation thermique détermine un facteur d'efficacité caché : le « rendement en surcharge disponible ». Cela signifie que si vos caractéristiques de charge sont constamment élevées (> 75 %), la courbe de rendement global d'un transformateur hydraulique sera meilleure et sa durée de vie plus longue que celle d'un transformateur sec. À l'inverse, si la charge fluctue faiblement à modérément tout au long de l'année, la différence de rendement entre les deux sera minime. En résumé, l'efficacité ne se résume pas à une simple différence d'appellation entre transformateurs immergés dans l'huile et transformateurs secs, mais plutôt à une adéquation des conditions de fonctionnement. Les transformateurs immergés dans l'huile excellent par leurs faibles pertes globales et leurs marges thermiques plus importantes sous fortes charges et sur de longues durées de fonctionnement. Les transformateurs secs, quant à eux, excellent par leur fonctionnement sans entretien, leur propreté, leur sécurité et leur efficacité comparable sous des charges raisonnables (en évitant les surcharges). Ce qui nuit réellement à l'efficacité, ce n'est jamais le type de transformateur en lui-même, mais plutôt deux erreurs d'adaptation : la surcharge (mise sous tension d'une faible charge alors que le transformateur est sous-utilisé) ou la sous-charge (surchauffe et limitation de la capacité de charge).

La sélection de Transformateurs de type sec En fonction des scénarios d'application, le choix s'articule autour de leurs caractéristiques de sécurité « sans huile et ignifuges », tout en prenant également en compte de manière exhaustive des facteurs tels que les méthodes de dissipation de la chaleur, les niveaux de protection et les matériaux d'isolation.Dimensions de sélection de base1. Types d'isolation :Type à enroulements en résine époxy : Les enroulements sont entièrement encapsulés dans de la résine époxy, ce qui leur confère une excellente résistance à l'humidité, à la poussière et à la corrosion. Sans entretien et silencieux, ce type de générateur est largement répandu.Type non encapsulé/à enroulement : Les enroulements sont imprégnés d’un vernis isolant, ce qui améliore la dissipation de la chaleur et augmente légèrement la capacité de surcharge. Cependant, sa résistance à l’humidité et à la poussière est moindre, et ce type de bobinage est généralement utilisé dans des environnements industriels spécifiques.2. Indice de protection (code IP) :IP20 : Protection standard, empêche le contact des doigts avec les pièces sous tension, convient aux locaux électriques dédiés, propres et secs.IP23 : Protège contre les gouttelettes d’eau dans un angle vertical de 60°, convient aux bâtiments d’usine en général, aux environnements semi-extérieurs, etc. 3. Méthodes de refroidissement :Refroidissement par air naturel (AN) : Repose sur la convection de l'air, convient aux applications de plus petite capacité ou à des taux de charge plus faibles.Refroidissement par air forcé (AF) : Utilise un ventilateur, augmentant la capacité de surcharge à court terme du transformateur de 40 à 50 %, convient aux applications avec de fortes fluctuations de charge et des exigences de surcharge périodiques.Résumé des étapes de sélection :1. Déterminer la sécurité et l'emplacement : Il convient de vérifier si des systèmes secs sont nécessaires (par exemple, à l'intérieur des bâtiments, dans les zones densément peuplées). Il s'agit d'une condition préalable.2. Type d'isolation : Pour la plupart des scénarios (bâtiments, installations publiques), le moulage en résine époxy (SCB) est préféré ; le moulage non encapsulé (SGB) ne peut être envisagé que dans les ateliers industriels avec des exigences de dissipation de chaleur extrêmement élevées et des environnements propres.3. Indice de protection : IP20 pour les salles de distribution électrique des salles blanches ; IP23 pour les usines présentant une légère humidité ou poussière ; IP54 et plus pour les environnements extérieurs ou extrêmes.4. Méthode de refroidissement : Sélectionnez le refroidissement naturel (AN) lorsque la charge est stable ; si la charge fluctue ou nécessite une surcharge à court terme, un refroidissement par air forcé (AF) doit être installé.5. Exigences spécifiques : Que ce soit un changeur de prises en charge, un faible niveau sonore, une classe d'isolation élevée (classe H) ou une fonction antidéflagrante.

La clé pour choisir un Transformateur immergé dans l'huile En fonction du scénario d'application, il s'agit d'équilibrer sécurité, environnement, coût et performance. Voici des lignes directrices pour la sélection selon les différents scénarios : 1. Postes de transformation extérieurs conventionnels / Distribution régionale d'énergieCaractéristiques du scénario : forte demande de capacité, niveau de tension élevé et exigences élevées en matière de dissipation de chaleur.Type préféré : non fermé ou fermé à haute efficacité énergétiqueMotif : Un espace extérieur suffisant et une bonne dissipation de la chaleur sont nécessaires. Les modèles à haute efficacité énergétique sont privilégiés ; bien que leur prix d’achat soit légèrement supérieur, les économies d’électricité à long terme sont importantes, ce qui réduit le coût total sur la durée de vie. 2. Entreprises industrielles et minières (Environnement général)Caractéristiques du scénario : La charge peut fluctuer, nécessitant une alimentation électrique stable ; l’environnement peut contenir de la poussière mais n’est pas hautement corrosif.Type préféré : Type fermé ou type entièrement étanche.Motif : La structure fermée empêche efficacement la pénétration de poussière et d’humidité, prolongeant ainsi les intervalles de maintenance. En cas de fortes fluctuations de tension dans l’atelier, susceptibles d’affecter le fonctionnement des équipements, il convient de choisir un changeur de prises en charge afin de stabiliser la tension. 3. Environnements difficiles/dangereux tels que les industries pétrolières, chimiques et minièresCaractéristiques du scénario : Présence de gaz inflammables et explosifs, de niveaux élevés de poussière, d’humidité élevée ou de substances corrosives.Type préféré : Transformateurs spéciaux entièrement étanches ou antidéflagrants.Motif : La structure entièrement étanche élimine tout contact entre l’huile et l’air, empêchant ainsi le vieillissement de l’huile isolante et la pénétration de gaz inflammables extérieurs. Elle doit impérativement satisfaire aux exigences antidéflagrantes du site ; il s’agit d’une mesure de sécurité essentielle. 4. Irrigation agricole et réseau électrique ruralCaractéristiques du scénario : charge dispersée, fortes fluctuations saisonnières, conditions de maintenance limitées et sensibilité aux coûts.Type préféré : Modèle économique non fermé ou modèle fermé de baseRaison : Maîtriser l’investissement initial tout en répondant aux besoins essentiels. Le modèle fermé réduit la charge de travail liée à la maintenance et convient mieux aux opérations sur le terrain sans surveillance. 5. Sites présentant des exigences de qualité d'alimentation électrique extrêmement élevéesCaractéristiques du scénario : centres de données, installations de fabrication de précision, hôpitaux, laboratoires, etc., nécessitant une tension extrêmement stable.Type préféré : transformateur étanche à prises commutables en chargeRaison : La fonction de changement de prise en charge permet d’ajuster la tension de sortie en temps réel lorsque la charge change, garantissant ainsi la qualité de l’alimentation et protégeant les équipements de précision.

Avantages et inconvénients de Transformateurs immergés dans l'huile：*Avantages :Forte capacité de dissipation thermique et de surcharge : L'huile isolante possède une efficacité de dissipation thermique extrêmement élevée, peut supporter des surcharges de courte durée et convient aux applications présentant d'importantes fluctuations de charge.Grande capacité et niveau de tension élevé : La maturité technologique permet la fabrication de transformateurs de très grande capacité et de très haute tension, ce qui en fait le cœur des systèmes de transport et de transformation d'énergie.Bonnes performances d'isolation : L'isolant huileux possède une haute résistance à l'isolation, protégeant efficacement les enroulements internes.Coût initial plus faible : À capacité égale, ses coûts de fabrication et d'achat sont généralement inférieurs à ceux des transformateurs secs.Faible niveau sonore en fonctionnement : L'huile amortit les vibrations du noyau et des enroulements, ce qui permet un fonctionnement relativement silencieux. *Inconvénients :Risque d'incendie : L'huile isolante est inflammable et peut provoquer des incendies, voire des explosions, en cas de dysfonctionnement, ce qui exige des normes de sécurité incendie extrêmement élevées.Maintenance complexe : Nécessite une surveillance régulière du niveau d'huile, de la température et de la qualité (par exemple, la teneur en eau, l'acidité), ainsi qu'un entretien professionnel tel que la filtration et le remplissage de l'huile.Risque de fuite : Le vieillissement des joints peut entraîner des fuites d'huile, polluant l'environnement et nécessitant des travaux de dépollution.Exigences d'installation élevées : Nécessite généralement un local de distribution séparé ou une plateforme extérieure, et une cuve à fioul de secours.Problèmes environnementaux : Les huiles isolantes usagées constituent des déchets dangereux et nécessitent un recyclage et une élimination professionnels. Avantages et inconvénients de Transformateurs de type sec：*Avantages :Sûr et ignifugé : Ne contient aucun liquide inflammable, notamment la résine époxy coulée, qui est ignifugée et antidéflagrante, permettant une installation directe au niveau des centres de charge (par exemple, à l'intérieur des bâtiments).Installation facile et sans entretien : Ne nécessite aucun contrôle du niveau ou de la qualité de l'huile, pratiquement sans entretien ; structure simple et installation facile.Écologique et propre : Aucun risque de fuites d'huile, pas de gaz toxiques, respectueux de l'environnement.Bonne capacité de surcharge (Nouveaux modèles) : Une conception moderne avec une dissipation thermique améliorée augmente considérablement la capacité de surcharge.Grande adaptabilité : Excellente résistance à l'humidité, convient aux environnements difficiles tels que les conditions humides et poussiéreuses (nécessite un niveau de protection approprié). *Inconvénients :Efficacité de dissipation thermique réduite : Recourant au refroidissement par air, sa capacité de dissipation de chaleur est inférieure à celle du refroidissement par huile, et sa capacité de surcharge reste inférieure à celle des transformateurs immergés dans l'huile de même capacité.Capacité et tension limitées : En raison des limitations liées à la dissipation de chaleur et aux matériaux d'isolation, la capacité et la tension nominale d'une seule unité sont généralement inférieures à celles des transformateurs immergés dans l'huile.Coût initial plus élevé : À capacité égale, le prix est généralement plus élevé que celui des transformateurs immergés dans l'huile.Niveau sonore de fonctionnement plus élevé : Les vibrations du noyau et des enroulements sont directement transmises par l'air, ce qui entraîne des niveaux de bruit relativement élevés.Sensible à l'environnement opérationnel : Les modèles à ventilation ouverte (non fermés) sont sensibles à la poussière et à l'humidité, ce qui nécessite de maintenir un environnement propre. En résumé:Le choix d'un poste de transformation repose sur un équilibre entre sécurité, coût et respect de l'environnement. Pour les postes extérieurs ou isolés privilégiant une grande capacité, un faible coût et un rendement élevé, optez pour des transformateurs immergés dans l'huile ; pour les installations intérieures ou en zones densément peuplées privilégiant une sécurité maximale, un fonctionnement sans entretien et le respect de l'environnement, choisissez des postes de transformation à sec.