Les transformateurs de distribution, définition, types et principales caractéristiques

Définition

Les transformateurs de distribution sont utilisés dans les réseaux électriques, pour modifier et adapter les valeurs de tensions et courants.





Schématiquement, un transformateur se compose de deux enroulements (ou bobines) entourant un circuit magnétique (appelé encore noyau, constitué de tôles magnétiques). Chaque bobine est constituée de spires, matériau conducteur comme le cuivre ou l’aluminium, isolées les unes des autres. Elles sont reliées à deux réseaux électriques, de tension différente. Une tension alternative d’alimentation aux bornes de l’une des bobines génère un fl ux magnétique variable (et donc une induction magnétique dans le circuit magnétique) créant une tension induite dans l’autre bobine. Le rapport de tension entre les deux bobines est proportionnel aux nombres de spires.

Types

Pour les transformateurs immergés et les transformateurs de type secs, les normes indiquent les niveaux des pertes en fonction de la puissance.

La norme NF EN 50464-1, relative aux transformateurs immergés d’une puissance comprise entre 50 et 2500 kVA, distingue quatre niveaux de pertes dues à la charge (Ak - Bk - Ck et Dk) et cinq niveaux de pertes à vide (A0 - B0 - C0 - D0 et E0). Les pertes Ak (respectivement A0) sont plus faibles que les pertes Dk (respectivement E0). Pour une même utilisation, un transformateur A0-Ak est plus effi cace qu’un transformateur E0-Dk qui présente les plus grandes pertes.

La norme NF EN 50541-1, relative aux transformateurs de types secs d’une puissance comprise entre 100 et 3150 kVA, distingue deux niveaux de pertes dues à la charge (Ak, Bk) et trois niveaux de pertes à vide (A0, B0, C0).

Les pertes Ak (respectivement A0) sont plus faibles que les pertes Bk (respectivement C0). Pour une même utilisation, un transformateur A0-Ak est plus efficace qu’un transformateur C0-Bk qui présente les plus grandes pertes.

Les transformateurs de types secs ont des pertes supérieures à celles des transformateurs immergés.

Principales caractéristiques

Les transformateurs se caractérisent par :

• la référence normative (NF EN 50464-1 par exemple),
• la fréquence assignée,
• le type (immergé / sec) et la nature du diélectrique en cas de transformateur immergé (huile minérale, ester naturel ou de synthèse ou autre),
• leur puissance assignée exprimée en kVA (Sn),
• les tensions assignées primaire et secondaire (Ur), (parfois appelées aussi nominales), exprimées en V,
• le couplage et l’indice horaire,
• les niveaux de pertes dues à la charge (Pk en W),
• le niveau de pertes à vide (P0 en W),
• le type de refroidissement :
  • pour les transformateurs de type secs : AN (air naturel), AF (air forcé
  • pour les transformateurs immergés ONAN (huile naturel air naturel)
• l’année de construction,
• les réparations éventuelles effectuées (rebobinage, huile, diélectrique…),
• les équipements de protection (relais de protection, capots de protection…).

Un transformateur fonctionne, en général, à une charge t inférieure à 100 %, soit une puissance effective définie par :



k représente le facteur de charge t sous la tension en charge