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Transformateurs
Refroidissement des transformateurs grâce à des systèmes intégrant des ventilateurs et la technique de régulation de ZIEHL-ABEGG
En fonctionnement, les transformateurs de puissance comme tout autre système technique, perdent de la puissance sous forme de chaleur. Ces pertes de puissance doivent être techniquement limitées pour éviter une surchauffe. La température de fonctionnement influe considérablement sur la durée de vie du transformateur.
Des études menées par l'Université de Stuttgart ont montré que la durée de vie escomptée d'un transformateur de puissance est réduite de moitié si la température du point chaud du bobinage est augmentée de seulement 6 Kelvin. Même les pointes de température momentanées peuvent être critiques pendant le fonctionnement, car le transformateur doit être arrêté en cas de surchauffe excessive qui peut se produire dans le cas d'une surcharge, par exemple. Dans le pire des cas, cela peut entraîner une panne complète du système, avec des conséquences importantes pour les opérateurs et les utilisateurs.
Pour éviter toute surchauffe, un refroidissement efficace du transformateur est particulièrement important. C'est d'autant plus important que la hausse des températures ambiantes et les courbes de charge dynamique qui vont de paire avec une proportion accrue d'énergies renouvelables, rendent les conditions d'utilisation des transformateurs encore plus difficiles.
L'huile de transformateur conduit la chaleur interne générée par les bobines et le noyau vers les systèmes de refroidissement internes, les radiateurs ou les refroidisseurs à huile, puis la libère dans l'environnement. Si le mode de refroidissement naturel ONAN des transformateurs à huile ne suffit plus pour stabiliser la température de point chaud au niveau requis, la capacité de refroidissement est augmentée par les ventilateurs. Si l'huile est pompée, c'est là qu'intervient le refroidissement ONAF ou le refroidissement OFAF.
Les transformateurs à huile sont utilisés pour produire, distribuer et transférer de l'énergie électrique à de nombreux secteurs industriels et à des applications spéciales. Suite aux fortes fluctuations de la puissance d'alimentation des producteurs d'énergie respectueux de l'environnement tels que les parcs éoliens, les transformateurs à huile doivent répondre à des exigences accrues en termes de performance et de fiabilité. Et le système de refroidissement doit être tout aussi fiable.
La demande de transformateurs écologiques et résistants au feu qui peuvent être utilisés dans les zones résidentielles et les régions densément peuplées, par exemple, ne cesse d'augmenter. Dans un tel scénario, les transformateurs secs, sans huile, sont le choix privilégié. Ils ne requièrent généralement pas de maintenance et sont utilisés, entre autres, dans des complexes de bâtiments et des installations industrielles ayant des exigences strictes de protection incendie, mais aussi sur les navires en mer et dans les parcs éoliens offshore.
Pour dissiper la perte de chaleur qui augmente en fonction du courant de charge, la température ambiante ne doit pas être trop élevée. Dans les applications critiques, le refroidissement naturel peut être considérablement amélioré par un refroidissement actif en surface à l'aide de ventilateurs.
En fait, 80% de la chaleur présente à l'intérieur du poste de transformation est provoqué par le transformateur; la chaleur résiduelle provient de pertes de puissance de l'appareillage électrique, des fusibles, des câbles et des connexions. La chaleur perdue par les postes de transformation doit être dissipée de sorte que le poste n'atteigne jamais une température supérieure à 45°C, y compris dans des conditions défavorables (p. ex. plein régime, canicule, rayonnement direct du soleil).
Par conséquent, la température ambiante des postes de transformation joue toujours un rôle important : En raison du réchauffement climatique et de la forte probabilité que les étés à venir soient marqués par de nombreuses journées caniculaires, sans nuage, la ventilation naturelle et le refroidissement passif ne suffisent plus à bien refroidir le transformateur, dans toutes les conditions possibles. Dans ce cas, cela nécessite un échange actif air/chaleur qui prend en charge la ventilation passive du poste de transformation avec des systèmes de climatisation et des ventilateurs. La technique de contrôle et de régulation associée assure l'efficacité énergétique maximale du système de réfrigération et de ventilation de sorte que les ventilateurs se mettent en marche dès que la température ambiante est proche du niveau critique défini. Cela signifie qu'un système de refroidissement actif, y compris avec des transformateurs ventilés de façon passive, est un investissement rentable et garantit une plus grande fiabilité.
Pour obtenir une meilleure capacité de refroidissement, le refroidissement naturel est augmenté par le biais d'un débit massique d'air accru à travers les ventilateurs. Depuis plus de 50 ans, les ventilateurs axiaux de ZIEHL-ABEGG sont utilisés pour le refroidissement par radiateur ainsi que pour les refroidisseurs à huile. Généralement, on utilise une combinaison de plusieurs ventilateurs de dimensions allant de 500 à 1 250 mm utilisés en parallèle.
Ils se distinguent non seulement par leur fiabilité et leur performance, mais aussi par une longue durée de vie ainsi que par des matériaux et une finition de qualité. La qualité de nos ventilateurs et de la technique de contrôle et de régulation parfaitement adaptée, est une base essentielle à la sécurité opérationnelle des centrales électriques et des postes de transformation. Ceux-ci étant souvent situés à proximité de zones commerciales ou résidentielles urbanisées, les émissions sonores doivent également être considérées comme prioritaires. L'acoustique est améliorée par l'utilisation de notre système de ventilation ZAplus -testé et approuvé- qui est équipé des pales bioniques FE2owlet. ZIEHL-ABEG propose également trois versions standards de protection anticorrosion pour prolonger la durée de vie de vos ventilateurs. Nous sommes capables de satisfaire aux exigences et aux besoins de nos clients, et de répondre quasiment à chacune de leurs spécifications.
ZIEHL-ABEGG propose également des solutions éprouvées pour le refroidissement des transformateurs secs. Un grand nombre de systèmes de ventilateurs très efficaces sont disponibles : Ventilateurs à courant transversal, ventilateurs axiaux et ventilateurs radiaux à simple ou double entrée de la gamme S, dans des boîtiers compacts avec pales courbées vers l'arrière. En fonction de l'usage prévu, les ventilateurs peuvent être utilisés dans des pièces fermées pour la ventilation et le refroidissement direct. Cette gamme de produits polyvalente est complétée par de nombreux systèmes de contrôle, de protection et de surveillance de ZIEHL-ABEGG, qui peuvent être facilement intégrés dans des systèmes existants et plus anciens d'autres fabricants.
La grande tendance globale de la numérisation s'impose de plus en plus dans l'approvisionnement en énergie. Dans ce contexte, de nouveaux défis doivent être relevés avec une part d'énergies renouvelables en croissance permanente. Avec la nouvelle génération de moteur ECblue de ZIEHL-ABEGG, nous disposons déjà d'une solution parvenue à maturité sur le plan technique et tournée vers l'avenir: Des capteurs très intelligents, une communication MODBUS intégrée et la possibilité de mettre en place une maintenance prédictive font des moteurs ECblue des moteurs de haute performance parfaitement adaptés au refroidissement des transformateurs et radiateurs.
* Les produits ZIEHL-ABEGG proposés comme solutions possibles pour ces applications ont un caractère purement informatif et servent d'orientation générale. Par conséquent, pour toute application concrète, un contact individuel avec nos experts technico-commerciaux est nécessaire et utile afin que l'utilisation concrète puisse être examinée et approuvée en fonction des conditions spécifiques.