Pourquoi le transformateur moyenne tension est-il essentiel ?
Dans de nombreuses entreprises et installations industrielles, l’alimentation électrique en moyenne tension permet de répondre à des besoins importants en puissance. Le transformateur moyenne tension joue alors un rôle essentiel dans la distribution de l’énergie en adaptant le niveau de tension aux besoins des équipements du site.
Il constitue un maillon central entre le réseau moyenne tension et la distribution basse tension de l’installation.
Un transformateur correctement dimensionné permet notamment de :
- adapter la tension électrique aux besoins de l’installation ;
- alimenter les équipements basse tension du site ;
- assurer une distribution électrique fiable ;
- répondre aux besoins de puissance de l’entreprise ;
- optimiser les performances de l’installation électrique ;
- accompagner l’évolution future des besoins énergétiques.
Le choix du transformateur ne doit donc pas se limiter à sa puissance nominale. La technologie, les conditions d’installation, les protections, le rendement et les contraintes d’exploitation doivent également être pris en compte.
1. Quels sont les différents types de transformateurs moyenne tension ?
Le choix d’un transformateur dépend principalement de la puissance nécessaire, de l’environnement d’installation, des contraintes de sécurité et des caractéristiques du réseau.
Deux grandes technologies sont notamment utilisées pour les transformateurs de distribution : les transformateurs immergés et les transformateurs secs.
Transformateur moyenne tension immergé
Le transformateur immergé utilise un liquide diélectrique pour assurer l’isolation et participer au refroidissement des enroulements.
Cette technologie est largement utilisée pour la distribution électrique et peut être adaptée à différentes configurations, notamment lorsque les contraintes de puissance ou d’environnement nécessitent une solution immergée.
Certains transformateurs de distribution immergés utilisent un refroidissement naturel de type ONAN.
Selon le modèle et les besoins du site, différentes solutions de protection et de surveillance peuvent être intégrées.
Transformateur moyenne tension sec
Le transformateur sec ne contient pas de liquide diélectrique. Les enroulements sont notamment isolés à l’aide de matériaux solides, avec des solutions en résine moulée largement utilisées.
Cette technologie est particulièrement intéressante pour les installations intérieures et les environnements où les contraintes liées au risque d’incendie, à l’environnement ou à l’absence de liquide sont importantes.
Les transformateurs secs en résine moulée sont notamment utilisés dans les bâtiments commerciaux, les installations industrielles et certaines infrastructures sensibles.
Ils présentent également l’avantage de nécessiter peu de maintenance liée à la gestion d’un liquide diélectrique.
2. Comment choisir la puissance d’un transformateur moyenne tension ?
Le dimensionnement du transformateur constitue une étape essentielle du projet.
Un transformateur sous-dimensionné peut être soumis à une charge trop importante, tandis qu’un transformateur largement surdimensionné peut entraîner un investissement inutile et un fonctionnement moins adapté au profil réel de l’installation.
L’étude doit notamment prendre en compte :
- la puissance actuellement consommée ;
- le profil de charge de l’installation ;
- les équipements à alimenter ;
- les variations de consommation ;
- les besoins futurs du site ;
- le nombre de transformateurs nécessaires ;
- les conditions d’installation ;
- les caractéristiques du réseau moyenne tension ;
- les niveaux de tension primaire et secondaire.
L’objectif est de déterminer une puissance adaptée aux besoins réels du site tout en conservant une marge permettant d’accompagner son évolution.
Le dimensionnement doit également prendre en compte les conditions de fonctionnement du transformateur et les exigences applicables au projet.
3. Comment choisir entre un transformateur sec et un transformateur immergé ?
Le choix entre une technologie sèche et une technologie immergée dépend principalement de l’environnement et des contraintes du projet.
Un transformateur sec peut être particulièrement adapté lorsque l’installation est située à l’intérieur d’un bâtiment ou dans un environnement où la maîtrise du risque d’incendie et l’absence de liquide diélectrique constituent des critères importants.
Un transformateur immergé peut quant à lui répondre à de nombreuses applications de distribution et à des environnements où cette technologie est particulièrement adaptée. Des modèles étanches à remplissage total avec refroidissement naturel ONAN sont notamment proposés pour des environnements industriels ou contraignants.
Le choix doit donc être réalisé en fonction :
- du lieu d’installation ;
- de la puissance nécessaire ;
- des contraintes de sécurité ;
- des conditions environnementales ;
- des contraintes d’exploitation et de maintenance ;
- de l’espace disponible ;
- des exigences du projet.
Il n’existe donc pas une technologie universellement meilleure qu’une autre : la solution doit être adaptée à l’installation.
4. Quelles protections prévoir pour un transformateur moyenne tension ?
La protection du transformateur est essentielle pour limiter les conséquences d’une surcharge, d’un défaut électrique ou d’une anomalie interne.
La protection doit être étudiée en cohérence avec les cellules moyenne tension situées en amont et avec la distribution basse tension en aval.
Selon la configuration, différentes solutions peuvent être utilisées, notamment des fusibles moyenne tension, des disjoncteurs et des relais de protection adaptés.
Pour certains transformateurs immergés, des dispositifs de surveillance peuvent notamment détecter la température, la pression ou la présence de gaz et provoquer une alarme ou une coupure en fonction du système de protection retenu.
Le choix et le réglage des protections doivent permettre d’assurer une bonne coordination avec les autres protections de l’installation.
L’objectif est notamment de :
- protéger le transformateur contre les défauts ;
- limiter les conséquences d’un incident électrique ;
- protéger les équipements situés en aval ;
- améliorer la sélectivité des protections ;
- faciliter le diagnostic en cas de défaut.
5. Pourquoi prendre en compte le rendement et les pertes du transformateur ?
Un transformateur fonctionne en permanence ou pendant une grande partie du temps sur certains sites industriels. Ses pertes peuvent donc représenter un élément important dans la performance énergétique globale de l’installation.
Le choix du transformateur doit prendre en compte les pertes à vide et les pertes en charge, ainsi que son profil réel d’utilisation.
Un transformateur correctement dimensionné permet ainsi de rechercher un bon équilibre entre :
- la puissance disponible ;
- le niveau de charge ;
- les pertes électriques ;
- le rendement ;
- les besoins futurs de l’installation.
Le choix d’un équipement performant peut contribuer à réduire les pertes sur la durée d’exploitation du transformateur et à améliorer l’efficacité globale de la distribution électrique.
Les réglementations et exigences d’écoconception applicables aux transformateurs de distribution prennent également en compte les performances énergétiques et les pertes.
6. Comment assurer la maintenance d’un transformateur moyenne tension ?
Comme tout équipement électrique important, un transformateur nécessite une surveillance et une maintenance adaptées à son environnement et à ses conditions d’exploitation.
Les opérations à réaliser dépendent notamment de la technologie utilisée.
Pour un transformateur immergé, la surveillance peut notamment porter sur l’état du liquide diélectrique, les dispositifs de protection, les connexions, la température et les éventuelles anomalies détectées.
Pour un transformateur sec, les contrôles peuvent notamment porter sur :
- l’état général du transformateur ;
- la propreté des enroulements et des surfaces de refroidissement ;
- les connexions électriques ;
- les dispositifs de protection ;
- la ventilation ;
- les éventuelles traces d’échauffement ;
- les conditions environnementales.
Une maintenance préventive permet d’identifier plus tôt certaines anomalies et de réduire le risque de défaillance ou d’arrêt imprévu. Les programmes de maintenance des équipements électriques moyenne tension s’appuient notamment sur des inspections régulières, des essais et des contrôles de l’état des équipements.
Une solution adaptée à chaque installation
Le choix d’un transformateur moyenne tension ne doit pas se limiter à la puissance nécessaire.
Transformateur sec, transformateur immergé, différentes puissances, niveaux de tension et configurations de protection, chaque solution répond à des besoins spécifiques.
Une étude préalable permet de déterminer la technologie, la puissance, les protections et les conditions d’installation les mieux adaptées au site.
Pour une entreprise ou une installation industrielle, un transformateur correctement dimensionné permet ainsi de disposer d’une distribution électrique fiable, sécurisée, performante et évolutive.
