Comment choisir correctement la puissance d'un transformateur

Choisir le bon capacité du transformateur est essentiel pour garantir un fonctionnement sûr, un rendement élevé et une longue durée de vie. Un transformateur sous-dimensionné risque de subir une surcharge et de tomber en panne prématurément, tandis qu’un transformateur surdimensionné entraîne des coûts d’investissement et d’exploitation inutiles.

Calcul de la capacité d'un transformateur

Étape 1 : Sélectionnez la tension nominale

• Côté haute tension: Doit correspondre à la tension du réseau.
• Côté basse tension: Généralement sélectionné 5% ou 10% de plus que la tension du réseau basse tension, en fonction de :
  • Classe de tension du transformateur
  • Tension d'impédance

Cela garantit une tension suffisante en conditions de charge.

Étape 2 : Déterminer la capacité nominale

La capacité nominale doit être choisie en fonction de la charge combinée maximale:

1. Calculez le charge active maximale (kW).
2. Convertir la puissance active (kW) en puissance apparente (kVA).
3. Si deux transformateurs sont utilisés :
   • Chaque transformateur peut être sélectionné à l'adresse 70% de la charge combinée maximale.
4. Si un transformateur est utilisé :
   • La capacité devrait couvrir les charge totale avec une marge suffisante.

Les autres paramètres indiqués sur la plaque signalétique doivent être pris en compte conformément aux spécifications techniques du transformateur.

Exemple de calcul

Sélectionnez un Transformateur 35/10 kV:

• Charge maximale : 3 500 kW
• Facteur de puissance : 0.8
• Nombre de transformateurs : 2

Calcul de la capacité :$$S = 0,7 × \frac{3 500}{0,8} = 3 062 \text{ kVA}$$S = 0,7 × 0,83500 = 3 062 kVA

Sélection recommandée :

• Puissance du transformateur : 3 150 kVA
• Rapport de tension : 35 kV / 10,5 kV

Sélectionnez ensuite le modèle de transformateur approprié dans le catalogue de produits.

Formule de calcul de la capacité d'un transformateur

Étape 1 : Calculer la puissance maximale par phase

Calculez la puissance de charge de chaque phase séparément :

• Phase A : 10 kW
• Phase B : 9 kW
• Phase C : 11 kW

Sélectionnez le charge de phase maximale: 11 kW

Remarques :

• Équipements monophasés : utilisez le puissance nominale maximale d'après la plaque signalétique.
• Équipements triphasés : divisez la puissance totale par 3 pour obtenir la puissance par phase.

Exemple :

• Ordinateurs : 300 W × 10 unités
• Climatiseurs : 2 kW × 4 unités

Charge totale de la phase C :$$(0,3 × 10) + (2 × 4) = 11 \text{ kW}$$(0,3 × 10) + (2 × 4) = 11 kW

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Étape 2 : Calculer la puissance triphasée totale

$$11 \text{ kW} \times 3 = 33 \text{ kW}$$11 kW × 3 = 33 kW

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Étape 3 : Calculer la puissance d'entrée du transformateur

La plupart des transformateurs disponibles sur le marché sont équipés d'un facteur de puissance d'environ 0,8, c'est pourquoi cette étape est cruciale :$$\frac{33}{0,8} = 41,25 \text{ kW}$$0,833 = 41,25 kW

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Étape 4 : Calculer la puissance nominale requise du transformateur

Selon le Manuel de conception en génie électrique, le facteur de charge du transformateur est généralement fixé à 85% pour des charges constantes :$$\frac{41,25}{0,85} = 48,53 \text{ kVA}$$0,8541,25​ = 48,53 kVA

Sélection finale :
Choisissez un Transformateur de 50 kVA.

3. Points clés concernant la puissance nominale des transformateurs

1. La puissance nominale d'un transformateur correspond à la puissance apparente maximale (kVA) qui garantit un fonctionnement normal dans les conditions spécifiées.
2. Cette puissance apparente est la charge maximale que le transformateur peut fournir en toute sécurité.
3. En fonctionnement nominal, la puissance apparente de sortie est égale à la puissance nominale.
4. La puissance apparente absorbée est de légèrement plus élevé supérieure à la capacité nominale en raison des pertes.
5. Étant donné que le rendement des transformateurs est très élevé, La puissance apparente d'entrée est souvent estimée comme étant égale à la puissance nominale., et cette hypothèse est acceptable dans la pratique de l'ingénierie.
6. Tant que le tension de sortie, courant, facteur de puissance et puissance apparente sont égales ou inférieures à la capacité nominale, le fonctionnement est sûr (dans des conditions normales).
7. L'idée selon laquelle les transformateurs doivent fonctionner inférieure à 90% de la capacité nominale en raison des pertes, c'est incorrect.
8. Appliquer un marge de sécurité lors du choix de la capacité en fonction de la charge calculée, c'est correct et recommandé.

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4. Résumé

Le calcul de la puissance d'un transformateur consiste à pas compliqué, mais il convient de prêter attention aux points suivants :

• Précision du calcul de charge
• Prise en compte du facteur de puissance
• Marges de sécurité raisonnables

Le choix d'une puissance de transformateur adaptée garantit :

• Fonctionnement sûr et stable
• Rendement optimal
• Réduction des pertes d'énergie
• Durée de vie prolongée des transformateurs