Différences entre les transformateurs hermétiques et les transformateurs de type conservateur

Introduction

Dans le domaine de la distribution d'électricité et des infrastructures énergétiques, la conception des transformateurs joue un rôle crucial dans l’efficacité opérationnelle, la longévité et la maintenance. Parmi les types de transformateurs immergés dans l'huile les plus couramment utilisés figurent les transformateurs hermétiques  (également appelés transformateurs entièrement scellés ) et les transformateurs de type conservateur  (également appelés transformateurs non entièrement scellés ).

Cet article propose une comparaison technique complète entre ces deux conceptions, y compris la construction, les caractéristiques de performance, les applications et les avantages. 

Qu'est-ce qu'un transformateur hermétique ?

Définition et structure

UN Le transformateur hermétiquement scellé  est conçu avec un système de réservoir complètement fermé qui empêche tout air ou humidité de pénétrer dans le transformateur. L'huile isolante est protégée par un réservoir en acier soudé et un système d'expansion interne, tel qu'une vessie en caoutchouc , ondulé en acier ou un soufflet flexible , qui absorbe l'expansion de l'huile causée par les fluctuations de température.

Refroidissement et isolation

• Milieu isolant : huile minérale ou huile ester synthétique

• Méthode de refroidissement : ONAN (Oil Natural Air Natural), en option ONAF (Oil Natural Air Forced)

• Contrôle de l'expansion : un soufflet ou une membrane scellés évite l'exposition à l'air ambiant

Caractéristiques de performances

• Tension nominale : jusqu'à 36 kV (couramment utilisé dans les applications moyenne tension)

• Capacité de puissance : varie généralement de 50 kVA à plusieurs MVA

• Notation BIL : Jusqu'à 95 kV pour la classe 36 kV

• Hausse de température : 55°C (moyenne), 65°C (point chaud maximum)

Avantages

• Aucune pénétration d'humidité : la conception hermétique garantit une durée de vie prolongée de l'isolation

• Entretien Minimal : Pas de reniflard, pas de réservoir conservateur, entretien réduit

• Convient aux environnements difficiles : Idéal pour les conditions côtières, souterraines ou humides

• Option Fire-Safe : Compatible avec les huiles esters ignifuges

Limites

• Coût de fabrication plus élevé : les conceptions scellées impliquent une fabrication plus complexe

• Volume d'expansion d'huile restreint : peut limiter les performances en cas d'augmentation de température extrême.

• Réparations difficiles : L'ouverture du réservoir brise le joint, nécessitant une purge à l'azote et un traitement sous vide.

Qu'est-ce qu'un transformateur de type conservateur ?

Définition et structure

Transformateur de type conservateur , utilisez un réservoir de conservateur respirant pour gérer l'expansion de l'huile. Le réservoir principal est relié à ce réservoir d'huile, qui échange de l'air avec l'environnement grâce à un reniflard en gel de silice qui filtre l'humidité.

Refroidissement et isolation

• Milieu isolant : Huile minérale

• Méthode de refroidissement : ONAN ou ONAF avec radiateurs externes

• Système de respiration : l'air entre par une chambre déshydratante, contrôlant l'humidité

Caractéristiques de performances

• Tension nominale : Jusqu'à 220 kV et au-delà

• Capacité de puissance : De 100 kVA à plus de 500 MVA

• Classement BIL : Jusqu'à 550 kV pour les applications THT

• Montée en température : 55°C ou 65°C selon conception

Avantages

• Rentable : une construction plus simple réduit l’investissement initial

• Meilleure gestion de la dilatation de l'huile : le conservateur offre plus de flexibilité pour les variations thermiques

• Inspection et entretien plus faciles : composants accessibles du conservateur et du reniflard

Limites

• Exposition à l'air et à l'humidité : Au fil du temps, l'efficacité du respirateur diminue, risquant ainsi une contamination par l'huile.

• Entretien régulier requis : remplacement du gel de silice, contrôles d'huile, nettoyage du conservateur

• Pas idéal pour les environnements pollués : sensible aux contaminants atmosphériques

Tableau de comparaison technique

Scénarios d'application

Les transformateurs hermétiquement scellés sont idéaux pour :

• Sous-stations et tunnels souterrains

• Régions marines, côtières ou tropicales à forte humidité

• Installations urbaines ou intérieures où la sécurité incendie et un faible entretien sont cruciaux

• Applications d'énergie renouvelable où les conceptions scellées et remplies d'huile d'ester sont préférées

Les transformateurs de type conservateur sont les mieux adaptés pour :

• Sous-stations extérieures au niveau du réseau

• Transport et distribution haute tension

• Centrales industrielles avec équipes de maintenance accessibles

• Actifs de longue durée dans des environnements contrôlés

Conclusion

Choisir entre un transformateur hermétique ( transformateur entièrement scellé ) et un transformateur de type conservateur ( transformateur non entièrement scellé ) nécessite une évaluation minutieuse de votre environnement d'exploitation, de votre capacité de maintenance et de vos exigences en matière de tension/puissance. Bien que les conceptions scellées offrent une protection supérieure et un entretien minimal, les transformateurs conservateurs restent le choix le plus rentable et le plus évolutif pour les grandes sous-stations et les installations haute tension.