Place à la croissance : Transformateurs économes en énergie pour améliorer la viabilité commerciale

La performance d'un transformateur a un impact majeur sur la consommation d'électricité et les dépenses d'exploitation et de maintenance des services publics, compte tenu du fonctionnement constant de l'équipement sur sa durée de vie de 25 ans, ce qui rend d'autant plus essentiel d'investir dans des transformateurs économes en énergie. La viabilité commerciale des transformateurs à haut rendement énergétique, associée à la faible pénétration du marché des transformateurs à haut rendement, signifie qu'il existe une marge de croissance importante.

Les transformateurs sont des dispositifs statiques dans les systèmes électriques qui transfèrent l'énergie électrique entre les circuits par induction électromagnétique. Leur application permet d'importantes économies d'énergie en augmentant la tension et en diminuant le courant puisque les pertes sont proportionnelles à la quantité de courant circulant dans le fil. En règle générale, l'électricité passe par quatre ou cinq transformateurs lorsqu'elle se rend de la centrale électrique au client.

Les transformateurs ont un rendement moyen d'environ 98,5 %, ce qui en fait l'un des équipements les plus économes en énergie. Cependant, compte tenu de leur longue durée de vie, il est préférable d'investir dans des transformateurs très efficaces pour éviter l'accumulation de pertes d'énergie substantielles dans l'ensemble. De plus, les pannes soudaines sont réduites grâce à l'utilisation de matériaux de meilleure qualité et à une conception optimale, en plus d'un coût de maintenance réduit. Ces avantages s'additionnent et s'équilibrent contre l'augmentation inévitable du coût d'achat, car du cuivre supplémentaire dans les enroulements et de meilleurs matériaux dans le noyau seront utilisés dans la fabrication de transformateurs à haut rendement.

Les transformateurs les plus courants sont les transformateurs remplis de liquide avec des enroulements isolés et refroidis par un liquide. Ces transformateurs sont le plus souvent utilisés par les services publics d'électricité et peuvent être trouvés à toutes les étapes du réseau électrique, de la génération élévatrice à la transmission et à la distribution. Ils sont généralement remplis d'huile minérale, qui est inflammable et peut être interdite à l'intérieur des bâtiments, mais des liquides résistants au feu sont disponibles. Par exemple, les transformateurs remplis d'huile d'ester sont également promus dans les zones/villes surpeuplées afin de minimiser les accidents dus au feu.

Un autre type de transformateur est le transformateur de type sec, qui est isolé et refroidi par de l'air circulant dans des bobines. Ces transformateurs se trouvent dans certains réseaux de distribution et sont généralement utilisés par des clients commerciaux et industriels, plutôt que par des services publics d'électricité. Les transformateurs remplis de liquide ont tendance à être plus efficaces que les transformateurs de type sec pour la même puissance nominale (kVA). Ils ont également tendance à avoir une plus grande capacité de surcharge et une durée de vie plus longue.

Types de pertes

Pertes à vide : cela inclut à la fois la perte par hystérésis et la perte par courant de Foucault. Le flux de noyau dans un transformateur est pratiquement constant pour toutes les charges - environ 1 à 3 % de variation entre les conditions de charge nulle et de pleine charge. De ce fait, la perte de noyau est supposée pratiquement constante pour un transformateur donné.

Perte de charge : également appelée perte de cuivre ou perte de court-circuit, cette perte est due aux pertes résistives dans les enroulements/conduits et aux pertes parasites dues au flux de courants de Foucault dans la charpente métallique et les enroulements. Cette perte est proportionnelle au carré du courant.

Perte du ventilateur de refroidissement : Cela est dû à la puissance consommée par les ventilateurs qui refroidissent la batterie de radiateurs/le corps du transformateur. Plus les pertes du transformateur sont élevées, plus la taille du ventilateur sera grande. Cela entraînera une augmentation des pertes dans les unités de refroidissement.

Le Bureau of Indian Standards a racheté la norme révisée IS 1180: 2014, "Transformateurs de distribution immergés dans l'huile de type extérieur jusqu'à 2 500 kVA, 33 kV inclus - Spécification Partie 1 Immergé dans l'huile minérale". Cette norme étend le champ de couverture au-delà de 200 kVA et jusqu'à 2 500 kVA et 33 kV inclus. L'utilisation de matériaux à grains orientés laminés à froid à faible perte ou de nouvelles technologies telles que les transformateurs de distribution amorphes sont utilisées dans les versions émergentes de transformateurs afin de minimiser les pertes d'énergie.

Dans les transformateurs récemment installés, divers équipements tels qu'un disjoncteur à boîtier moulé, un disjoncteur interne et des boîtiers LT antivol sont intégrés et intégrés afin de minimiser l'apparition d'une défaillance du transformateur due à une surcharge. En raison d'une forte hausse des prix du cuivre et du problème des vols dans les zones reculées, la fabrication des transformateurs de distribution se tourne progressivement vers l'aluminium grâce à l'utilisation de nouvelles technologies telles que le bobinage de feuilles. La fabrication de transformateurs de service onduleur pour application solaire gagne également du terrain en raison d'une augmentation de la production d'énergie renouvelable.

Les services publics se concentrent désormais davantage sur les inspections après expédition et les tests par des tiers d'échantillons sélectionnés pour assurer une vérification appropriée du matériel fourni afin que les objectifs d'efficacité énergétique soient bien atteints. De nombreuses autres innovations telles que les capteurs et les compteurs intelligents avec possibilité de contrôle à distance sont sur le point d'être largement déployées. Ces capteurs peuvent aider à prévenir les pannes, les surcharges, les vols d'électricité, etc., dans les transformateurs neufs et anciens.

Il serait extrêmement utile de développer un guide intégré des principes fondamentaux de la politique pour assurer le déploiement progressif de transformateurs efficaces. La stratégie politique intégrée devrait comprendre des normes et des règlements; une structure institutionnelle pour surveiller, vérifier et appliquer; une aide financière directe et des mesures pour assurer le respect des normes environnementales.