Un transformateur est un dispositif électrique utilisé pour modifier le niveau de tension dans un circuit de courant alternatif (AC). La structure de base d'un transformateur se compose de plusieurs composants clés qui travaillent ensemble pour transférer l'énergie électrique d'un circuit à un autre par l'induction électromagnétique. Vous trouverez ci-dessous un aperçu des principaux composants structurels d'un transformateur.
1. Cœur
Le noyau du transformateur est la partie centrale du transformateur et joue un rôle crucial dans la fonction du transformateur en fournissant un chemin pour le flux magnétique. Il est généralement fabriqué à partir d'acier de silicium laminé de qualité- élevé pour minimiser les pertes d'énergie dues aux courants de Foucault. Le noyau est conçu pour être aussi magnétiquement efficace que possible.
Structure de base: Le noyau est généralement composé de feuilles d'acier minces qui sont laminées ensemble pour réduire la perte d'énergie due aux courants de Foucault.
Types de base:
Shell - Type Core: Les enroulements entourent le noyau, qui se trouve couramment dans les petits transformateurs.
Noyau -: Le noyau entoure les enroulements, plus communs dans les transformateurs plus grands.
2. Enroulements
Les enroulements sont des bobines de fil de cuivre ou d'aluminium enroulé autour du noyau. Ils sont responsables du transfert d'énergie électrique entre les circuits primaires et secondaires. Il y a deux ensembles d'enroulements dans un transformateur:
Enroulement primaire: Il s'agit de la bobine connectée au côté d'entrée du transformateur, où le courant alternatif (AC) entre. L'enroulement primaire crée un champ magnétique dans le noyau, qui induit une tension dans l'enroulement secondaire.
Enroulement secondaire: Cette bobine est connectée au côté de sortie du transformateur, où la tension transformée est livrée à la charge. La tension induite dans l'enroulement secondaire dépend du rapport de virage entre les enroulements primaires et secondaires.
Le nombre de virages dans les enroulements (le rapport de virages) détermine l'étape de tension - Up ou Step - du transformateur.
3. Isolation
L'isolation dans un transformateur sépare les enroulements les uns des autres et du noyau, empêchant les shorts électriques et garantissant que le transformateur fonctionne en toute sécurité et efficacement. L'isolation est également nécessaire pour gérer les contraintes à haute tension que les transformateurs traitent souvent.
Types d'isolation:
Isolation solide: Des matériaux tels que du papier, de l'huile ou de la résine synthétique sont utilisés.
Isolation du gaz: Dans les transformateurs de tension élevés -, les gaz tels que SF6 (hexafluorure de soufre) peuvent être utilisés comme milieu isolant.
4. Réservoir (logement)
Le réservoir ou le boîtier d'un transformateur est la coquille extérieure qui entoure le noyau et les enroulements. Il offre une protection mécanique et contient l'huile isolante ou d'autres supports isolants utilisés pour refroidir le transformateur.
Oil - Transformers immergé: Dans ces transformateurs, le réservoir est rempli d'huile isolante, qui sert à la fois d'isolateur et de milieu de refroidissement pour dissiper la chaleur.
Transformateurs de type sèche -: Dans les transformateurs de type sec -, aucune huile n'est utilisée; Au lieu de cela, les matériaux d'isolation solide et l'air sont utilisés pour refroidir le transformateur.
5. Circuit de refroidissement
Le refroidissement est essentiel pour maintenir l'efficacité du transformateur et empêcher la surchauffe, ce qui peut causer des dommages. Les transformateurs génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement en raison des pertes électriques, et le système de refroidissement aide à dissiper cette chaleur.
Refroidissement: Dans l'huile - Transformers immergés, le refroidissement se fait principalement à travers l'huile isolante, qui circule dans le transformateur et transfère la chaleur loin du noyau et des enroulements.
Refroidissement de l'air: Pour les transformateurs de type sec -, le refroidissement de l'air est utilisé. Certains transformateurs peuvent avoir des ventilateurs ou des échangeurs de chaleur pour augmenter l'effet de refroidissement.
Refroidissement de l'eau: Dans certains cas, en particulier dans les très grands transformateurs, des systèmes de refroidissement par eau sont également utilisés pour aider à contrôler la température.
6. Changeur de robinet
A changeur de robinetest utilisé pour ajuster la tension de sortie du transformateur en sélectionnant différents points (robinets) sur l'enroulement. Cela permet une régulation de tension en fonction des variations de tension de charge ou d'entrée. Les changeurs de robinet peuvent être de deux types:
Sur - Charge Tap Changer (OLTC): Permet un réglage de la tension pendant que le transformateur est en fonctionnement.
OFF - Chargeur Changeur: Nécessite que le transformateur soit de - dynamisé pour le réglage de la tension.
7. Bagues
Baguessont des dispositifs isolants qui permettent aux conducteurs électriques de passer en toute sécurité dans le réservoir du transformateur pour se connecter au système électrique externe. Les bagues garantissent qu'il n'y a pas de contact électrique direct entre les conducteurs internes et le réservoir de métal extérieur.
8. Conservateur (pour l'huile - Transformers immergés)
A conservateurest un récipient monté au-dessus du réservoir de transformateur dans l'huile - Transformers immergés. Il est conçu pour stocker de l'huile supplémentaire pour compenser l'expansion et la contraction de l'huile en raison des changements de température. Cela garantit que le transformateur a toujours une quantité adéquate d'huile pour l'isolation et le refroidissement. Le conservateur est connecté au réservoir principal via un tuyau, et il contient généralement unreniflementpour filtrer l'humidité de l'air avant qu'il entre dans l'huile.
9. Reniflement
A reniflementest un appareil utilisé dans les transformateurs remplis d'huile - pour empêcher l'humidité d'entrer dans le réservoir du transformateur. Il contient un matériau dessicant (souvent du gel de silice) qui absorbe l'humidité de l'air, aidant à maintenir la qualité de l'huile isolante et à empêcher la contamination.
10. Dispositifs de protection
Les transformateurs sont équipés de plusieurs dispositifs de protection pour assurer un fonctionnement sûr:
Soupape de décharge de pression: Cet appareil s'ouvre si la pression à l'intérieur du transformateur dépasse les limites sûres, empêchant le transformateur de endommager en raison de l'accumulation de pression interne.
Capteurs de température: Ces capteurs surveillent la température du transformateur pour détecter la surchauffe, ce qui pourrait entraîner des dommages ou une défaillance.
Protection contre les surintensités: Les fusibles ou les disjoncteurs sont souvent installés pour protéger le transformateur contre les courants excessifs, empêchant les dommages en cas de court-circuits ou de surcharges.
11. Système de mise à la terre
Lesystème de mise à la terregarantit que tout courant de défaut est rejeté en toute sécurité sur la terre. Une mise à la terre appropriée est essentielle pour prévenir les chocs électriques et pour protéger à la fois le transformateur et le personnel qui le contournaient.
Conclusion
La structure d'un transformateur se compose de plusieurs composants clés qui travaillent ensemble pour effectuer la tâche essentielle de la transformation de la tension. Ces composants comprennent le noyau, les enroulements, l'isolation, les systèmes de refroidissement, le réservoir, le changeur de robinet, les bagues, le conservateur et les dispositifs de protection. Chaque composant joue un rôle vital dans la garantie du fonctionnement efficace, sûr et fiable du transformateur. La maintenance et la surveillance appropriées de ces composants sont essentielles pour les performances et la sécurité du terme long - du transformateur.
