Transformateur de distribution monophasé 6 kV, 50 kVA, destiné à un montage sur poteau en extérieur

Présentation générale

Un transformateur sur poteau désigne un transformateur de distribution installé directement sur des poteaux aériens (poteaux électriques). Il s'agit d'un équipement essentiel du réseau de distribution de 10 kV qui convertit l'énergie électrique haute tension en énergie électrique basse tension de 400 V/230 V afin d'alimenter directement les utilisateurs. En raison de son emplacement, il est également communément appelé “ transformateur sur poteau ”.

Catégories Transformateur monté sur poteau, Produit, Transformateur

Brève présentation

Ⅰ. Présentation du produit

1.Normes applicables aux cadres dirigeants: Normes internationales ANSI/CEI.

2.Niveaux de tension:

① Tension côté primaire : Les valeurs courantes sont notamment 10 kV, (10,5 ; 11 ; 6 ; 6,3 ; 6,6) kV, et certains produits peuvent atteindre 36 kV.

② Tension du côté secondaire : Les valeurs courantes sont 0,22 (0,23, 0,24) kV, 0,4 kV, etc.

3.Méthode de régulation de tension: La plupart des transformateurs montés sur poteau utilisent la méthode de régulation de tension hors circuit, ce qui signifie que le réglage de la tension s'effectue lorsque le transformateur est hors tension.

4.Gamme de prises de haute tension: Généralement ±2 × 2,51 TP6T. Par exemple, pour le côté haute tension d'un transformateur de 10 kV, les prises peuvent être réglées entre 9,5 kV et 10,5 kV.

5.Capacité nominale: 3 kVA – 800 kVA.

6.Fréquence: La fréquence nominale des transformateurs montés sur poteau est de 50 Hz ou 60 Hz.

7.Numéro de phase: Il en existe deux types : monophasé et triphasé.

①Les transformateurs monophasés montés sur poteau conviennent à certains cas de figure de distribution basse tension.

②Les transformateurs triphasés montés sur poteau sont plus couramment utilisés et permettent de répondre aux besoins en puissance de charges plus importantes.

8.Groupes de connexion:

①Le schéma de raccordement couramment utilisé pour les transformateurs triphasés montés sur poteau est le Dyn11. Ce schéma de raccordement permet de réduire les courants de troisième harmonique et d'améliorer la qualité de l'alimentation électrique.

②Les transformateurs monophasés ont une structure simple et n'utilisent pas la notation “ groupe de connexion ”.

9.Impédance Tension: La tension d'impédance varie en fonction de la puissance du transformateur ; elle est généralement de l'ordre de 4%. Par exemple, les transformateurs sur poteau d'une puissance inférieure ou égale à 100 kVA ont généralement une tension d'impédance de 4%.

10.Méthode de refroidissement: Il s'agit principalement d'un système de refroidissement autonome à immersion dans l'huile, qui dissipe la chaleur grâce à la circulation naturelle de l'huile isolante. Certains produits sont également équipés d’un anneau de dissipation thermique à circulation contenant un fluide de dissipation thermique à haut rendement, ainsi que d’un canal de dissipation thermique composite formé de plaques thermoconductrices réparties symétriquement et de puces de refroidissement à semi-conducteurs afin d’améliorer les performances de dissipation thermique.

11.Niveau de protection: Conformément à la norme TCEC 111-2016 « Spécifications techniques relatives aux ensembles complets intégrés d’équipements de transformation montés sur poteau », l’indice de protection des modules haute tension et basse tension ne doit pas être inférieur à IP44 afin d’empêcher la pénétration de corps étrangers et les projections d’eau.

12.Classe d'isolation: Il s'agit généralement d'une isolation de classe A. Pour les transformateurs à huile, la classe de résistance thermique de leurs matériaux isolants est généralement la classe A, avec une température de référence de 75 °C.

II. Conditions d'exploitation

1.Altitude: Zones situées à une altitude ≤ 1 000 m ; certains produits adaptés à la haute altitude peuvent répondre à des exigences plus élevées.

2.Paramètres climatiques:

①Plage de températures ambiantes: -30 °C à +40 °C.

②Température maximale moyenne du mois le plus chaud : ≤ 35 °C.

③Vitesse maximale du vent : ≤ 30 m/s.

④Intensité du rayonnement solaire : ≤ 0,1 W/cm².

3.Niveau de pollution: Conçu conformément à la norme nationale relative aux zones de pollution de classe C, il est capable de résister à des niveaux modérés de pollution industrielle et de pollution d'origine naturelle.

4.Conditions géologiques:

①Valeur caractéristique de la capacité portante des fondations : ≥ 150 kPa.

②Intensité sismique de référence pendant 7 degrés (accélération maximale au sol de 0,1 g).

5.Conditions d'installation

① La distance entre le support du poteau du transformateur et le sol : ≥ 2,5 m.

②La distance entre le fusible haute tension et la terre : ≥ 4,5 m.

③Inclinaison horizontale du support de poteaux : ≤ 1/100.

Caractéristiques structurelles

Ⅰ. Caractéristiques du produit

1. Caractéristiques de la méthode d'installation:

Installation sur poteau: L'un de ses principaux caractéristiques est qu'il est installé de manière fixe sur des poteaux électriques à l'aide de supports métalliques (supports de transformateur). La hauteur d'installation est conforme aux normes de sécurité (en général, la base se trouve à ≥ 2,5 mètres au-dessus du sol).

2.Caractéristiques de conception structurelle:

①Conception compacte: De petite taille et relativement légers, afin de s'adapter à la capacité de charge des poteaux électriques.

②Réservoir d'huile entièrement étanche: On utilise couramment des réservoirs d'huile à paroi ondulée ou des radiateurs de dilatation. L'huile du transformateur est totalement isolée de l'air afin d'éviter toute oxydation et toute absorption d'humidité, ce qui permet un fonctionnement sans entretien.

③Niveau de protection élevé: Les boîtiers (tels que les réservoirs d'huile et les capots de protection) présentent généralement un indice de protection IP élevé (par exemple, IP54 ou supérieur), ce qui permet d'empêcher efficacement la pénétration de l'eau de pluie, de la poussière et de corps étrangers.

3.Caractéristiques des matériaux et des procédés:

①Matériau du noyau en fer: On utilise des tôles d'acier au silicium à haute perméabilité magnétique ou des bandes d'alliage amorphe. Les noyaux en alliage amorphe présentent des pertes à vide extrêmement faibles, ce qui constitue leur principal atout en matière d'économies d'énergie.

②Matériau d'enroulement: On utilise des feuilles de cuivre ou d'aluminium ainsi que des fils électromagnétiques, qui sont soumis à un séchage sous vide et à un traitement d'imprégnation. Ils présentent une structure solide et une grande résistance aux courts-circuits.

③Huile isolante: On utilise une huile de transformateur naphténique haute performance ou une huile isolante végétale, qui présente de bonnes propriétés d'isolation et de dissipation thermique.

④Protection intégrée (type CSP): Le côté haute tension est équipé d'un fusible de limitation de courant et d'un parafoudre (protection contre la foudre) intégrés, tandis que le côté basse tension est équipé d'un disjoncteur secondaire à commande manuelle.

⑤Surveillance de l'état (type intelligent): Il est possible d'installer, en option, des unités de surveillance intelligentes intégrées ou externes afin de surveiller en temps réel des paramètres clés tels que la température de l'huile, le niveau d'huile, le courant de charge et la tension.

II. Avantages du produit

1. Installation flexible, adaptable aux environnements extérieurs complexes

①Conception légère pour un déploiement aisé : les transformateurs montés sur poteau ont généralement une puissance comprise entre 50 kVA et 630 kVA ; ils sont de petite taille et légers (par rapport aux transformateurs des postes de distribution intérieurs). Ils peuvent être installés directement sur des poteaux électriques, des supports de poteaux ou de simples consoles, sans qu'il soit nécessaire de construire des locaux de distribution d'électricité dédiés ou des fondations. Ils sont particulièrement adaptés aux zones où l'espace est limité, telles que les zones rurales, les banlieues et les rues.

② Grande adaptabilité environnementale : le boîtier est doté d'une structure étanche présentant des propriétés anticorrosion, imperméables à la pluie et résistantes au soleil (telles que les réservoirs d'huile ondulés et les conceptions entièrement étanches), ce qui lui permet de résister à des environnements extérieurs difficiles, tels que les températures élevées, le froid intense, l'humidité et la poussière. La fiabilité de fonctionnement n'est pas significativement affectée par les conditions naturelles.

③Choix pratique de l'emplacement et large zone de couverture : les emplacements peuvent être choisis de manière flexible en fonction de la répartition des utilisateurs, et le transformateur peut être installé à proximité du centre de charge. Cela permet de raccourcir la longueur des lignes basse tension, de réduire les pertes en ligne et les chutes de tension, et d'améliorer la qualité de l'alimentation électrique pour les utilisateurs finaux.

2. Haute efficacité énergétique, réduction des pertes de distribution

①Conception du noyau de fer et de l'enroulement à faibles pertes : des tôles d'acier au silicium à haute perméabilité magnétique et des fils de cuivre/d'aluminium à faible résistance sont utilisés afin de réduire les pertes dans le fer (pertes à vide) et les pertes dans le cuivre (pertes sous charge).

②Structure optimisée pour la dissipation thermique : des solutions telles que les réservoirs d'huile ondulés et les radiateurs à ailettes augmentent la surface de dissipation thermique. Associées à un refroidissement par air naturel (aucun dispositif de refroidissement forcé n'est nécessaire), elles garantissent une dissipation thermique efficace du transformateur sous charge nominale et évitent toute baisse de rendement due à une surchauffe.

③Adaptation aux caractéristiques des charges faibles : les transformateurs montés sur poteau alimentent principalement des charges résidentielles et des petites charges commerciales, qui présentent d'importantes fluctuations de charge. Leur conception vise à réduire les pertes en cas de faible charge, ce qui permet d'améliorer encore davantage leur efficacité énergétique globale.

Structure du produit

Ⅰ. Processus de production

1. Fabrication de noyaux en fer: Le “ cœur du circuit magnétique ” du transformateur. Pour les noyaux traditionnels en tôle d’acier au silicium, notre entreprise adopte généralement la méthode d’empilage en chevauchement par paliers combinée à une technologie moderne, et recourt de plus en plus au procédé de culasse supérieure non laminée, qui permet de réduire efficacement les pertes à vide et le bruit. Des tiges isolantes sont insérées entre les couches du noyau en fer afin de rapprocher la section transversale de la colonne du noyau d’un cercle, ce qui permet de mieux soutenir les enroulements. Quant aux noyaux en alliage amorphe, ils se caractérisent par des pertes à vide extrêmement faibles, mais le matériau est fragile, dur et sensible aux contraintes mécaniques.

2. Enroulement de bobines: Le “ cœur ” du transformateur. Les fils sont principalement en cuivre sans oxygène, recouverts d’une couche isolante à l’extérieur. Un dispositif de tension est utilisé pendant le processus d’enroulement afin de garantir que les bobines soient bien serrées. En fonction de la tension et de la capacité, les enroulements peuvent prendre différentes formes, telles que le type en couches, le type continu et le type en spirale. Pour limiter les pertes, on utilise souvent des fils de grande section pour les enroulements de grande capacité ou à courant élevé. Après l’enroulement, les bobines doivent subir un séchage à pression constante, puis un ajustement de leur hauteur une fois sorties du four, afin de garantir que leurs dimensions répondent aux exigences de conception et qu’elles présentent une résistance mécanique suffisante.

3. Assemblage du noyau: Il s'agit d'une étape clé pour assembler le noyau de fer et les bobines en un seul ensemble. Les technologies modernes privilégient l'assemblage monobloc (assemblage intégral) : cela consiste d'abord à assembler les enroulements de chaque phase, les pièces isolantes, etc., pour former un ensemble, puis à les monter en une seule fois sur la colonne du noyau de fer. Les connexions des fils utilisent principalement des procédés de pressage à froid ou de soudage au cuivre phosphoreux afin de garantir la fiabilité des connexions. Le serrage des boulons de toutes les pièces de connexion électrique doit être effectué avec un contrôle du couple. Après l’assemblage, le noyau subit un traitement de séchage (tel que le séchage en phase gazeuse au charbon) afin d’éliminer complètement l’humidité.

4. Fabrication et assemblage final des réservoirs d'huile: Le réservoir d'huile doit résister au vide (essai de détection des fuites). Après le traitement de séchage du noyau, celui-ci doit être placé rapidement dans le réservoir afin de limiter l’absorption d’humidité. L’assemblage final comprend l’installation des traversées, des conservateurs d’huile, des changeurs de prises et d’autres composants. Le remplissage sous vide est essentiel pour garantir les performances d’isolation. Après le remplissage, un temps de repos suffisant est nécessaire pour permettre à l’huile de pénétrer et d’évacuer les bulles d’air résiduelles.

5. Essais et contrôles en usine: Il s'agit du contrôle qualité final avant la livraison du produit. Des essais de routine sont obligatoires pour chaque unité ; ils comprennent notamment la mesure de la résistance en courant continu des enroulements, la mesure du rapport de tension et la vérification de l'étiquette indiquant le groupe de raccordement, ainsi que l'essai de tenue à la tension à la fréquence du réseau, etc. Les essais de type visent à vérifier des caractéristiques de conception spécifiques, telles que les essais d'impulsion de foudre et les essais d'élévation de température. Des essais spéciaux, tels que la mesure du niveau sonore et les essais de résistance aux courts-circuits (généralement calculés et vérifiés), sont effectués conformément aux exigences du client ou aux normes en vigueur.

Caractéristiques techniques

Transformateur monophasé d'extérieur de haute qualité et à prix abordable, 6 kV, à fixation sur poteau

Capacité	H.V.	L.V.	Connexion	Perte à vide (W)	Perte en charge (W)	Impédance
5	6 6.3 10 10.5 11	0.22~0.24	li0 li6	24	130	3.5
10				36	235
16				44	330
20				52	385
30				64	560
40				80	700
50				96	855
63				116	1020
80				128	1260
100				152	1485
125				184	1755
160				232	2130

FAQ

1. Qu'est-ce qu'un transformateur sur poteau ? Quelles sont les différences entre celui-ci, un poste de transformation en caisson et un transformateur d'intérieur ?

①Méthode d'installation: Les transformateurs montés sur poteau sont installés en aérien sans occuper de terrain ; les postes de transformation de type caisson et les transformateurs d'intérieur sont installés au sol et nécessitent des ressources foncières.

②Coût: Les transformateurs montés sur poteau sont les moins coûteux, car ils ne nécessitent aucun ouvrage de génie civil ; les postes de transformation de type « box » et les transformateurs d'intérieur nécessitent quant à eux des fondations et des caissons/ateliers, ce qui entraîne des coûts plus élevés.

③Capacité et utilisation: Les transformateurs sur poteau ont une puissance inférieure (généralement ≤ 500 kVA) et conviennent aux charges dispersées ; les postes de transformation en caisson et les transformateurs d'intérieur peuvent avoir une puissance plus élevée et conviennent aux zones présentant des charges plus concentrées ainsi qu'aux exigences esthétiques ou de sécurité (telles que les lotissements résidentiels et les centres commerciaux).

④Entretien: L'entretien des transformateurs montés sur poteau nécessite de grimper au poteau ou d'utiliser des nacelles élévatrices ; l'entretien des postes de transformation de type « boîte » et des transformateurs installés à l'intérieur peut s'effectuer depuis le sol, ce qui est plus pratique et plus sûr.

2. Quelles sont les exigences environnementales relatives à l'installation d'un transformateur sur poteau ?

①Altitude: En général, l'altitude ne dépasse pas 1 000 mètres. Une conception spéciale (isolation renforcée) est nécessaire pour les hautes altitudes.

②Température ambiante: -25 °C à +40 °C (selon les modèles et les caractéristiques techniques).

③Emplacement d'installation: Il convient d'éviter les zones inflammables, explosives, fortement polluées et situées à très basse altitude, sujettes aux engorgements. Les fondations des poteaux électriques doivent être solides.

④Distance par rapport aux objets environnants: Il est impératif de respecter les règles de sécurité, notamment en maintenant une distance suffisante par rapport aux bâtiments, aux arbres, aux routes, etc.

3. Est-il normal qu'un transformateur monté sur poteau émette un " bourdonnement " lorsqu'il fonctionne ? Dans quelles circonstances ce bruit est-il anormal ?

①Augmentation soudaine du volume sonore et de la gravité du son: Cela peut être dû à un fonctionnement en surcharge.

②Un bruit irrégulier de “ craquement ” ou de “ décharge ”: Il y a une rupture d'isolation interne ou une décharge locale, ce qui est très dangereux. Le transformateur doit être mis hors tension immédiatement pour être inspecté.

③ Bruit fort et irrégulier accompagné de vibrations: Cela peut être dû à des boulons ou vis desserrés au niveau du noyau en fer interne ou des pièces de serrage.

4. Comment déterminer si un transformateur est en surcharge ? Quels sont les risques liés à un fonctionnement en surcharge ?

①Vieillissement accéléré de l'isolation: Pour chaque augmentation de température de 6 à 8 °C, la durée de vie de l'isolation est réduite de moitié.

②Induction de défauts: Une surcharge prolongée peut endommager l'isolation, ce qui peut entraîner des défauts graves tels que des courts-circuits entre spires et des courts-circuits phase-phase.

③Durée de vie réduite: Un fonctionnement prolongé à haute température réduit considérablement la durée de vie du transformateur.

④Mesure du courant: Utilisez un ampèremètre à pince pour mesurer le courant de sortie côté basse tension et comparez-le au courant nominal du transformateur.

⑤Surveillance de la température: Une augmentation anormale de la température de l'huile ou du boîtier constitue un signe évident de surcharge (les transformateurs intelligents permettent de lire directement ces données).

5. À quoi sert l'huile de transformateur ? Dans quelles circonstances faut-il la remplacer ou faire l'appoint ?

①Niveau d'huile bas: Vérifiez le niveau d'huile à l'aide de la jauge. Si le niveau d'huile se trouve en dessous de la marque indiquant la limite inférieure, vérifiez qu'il n'y a pas de fuite et faites l'appoint avec de l'huile neuve du même type.

②Détérioration de l'huile: Prélevez un échantillon d'huile pour l'analyser. Si la rigidité diélectrique (tension de claquage) n'est pas conforme, si l'indice d'acide est trop élevé ou si le facteur de perte diélectrique (tanδ) dépasse la norme, l'huile doit être filtrée ou remplacée par de l'huile neuve.

③Fonctions: Isolation, dissipation thermique et extinction d'arc dans les disjoncteurs.

6. Qu'est-ce qui provoque le déclenchement du fusible haute tension ? Comment y remédier ?

①Fonctionnement en toute sécurité: Ouvrez l'interrupteur basse tension et utilisez une perche isolante pour retirer le tube fusible grillé.

②Inspection préliminaire: Vérifiez que le transformateur ne présente pas d'anomalies (projections d'huile, gonflement, odeur de brûlé).

③Mesure de l'isolation: Utilisez un mégohmmètre pour mesurer la résistance d'isolement du côté haute tension du transformateur, du côté basse tension par rapport à la terre, ainsi qu'entre les enroulements.

④Analyse et appréciation: Si la résistance d'isolement est nettement inférieure aux normes, il existe un risque élevé de défaut interne, et le transformateur doit être renvoyé à l'usine pour réparation. Si l'isolement est normal, il est possible de remplacer le fusible par un neuf de mêmes caractéristiques et d'effectuer un essai de transmission de puissance une seule fois. Si le fusible saute à nouveau, il convient de procéder à une inspection approfondie de la ligne et du transformateur.

7. À quoi faut-il prêter attention concernant les transformateurs montés sur poteau pendant la saison des orages ?

①Inspecter les dispositifs de protection contre la foudre: Assurez-vous que le parafoudre à l'oxyde de zinc est solidement installé, que le conducteur de descente de terre est correctement raccordé et que la résistance de mise à la terre est conforme (elle doit généralement être inférieure ou égale à 4 Ω ou 10 Ω). Il s'agit de la mesure préventive la plus importante.

②Nettoyer les environs: Élaguez les branches des arbres situés à proximité afin d'éviter les courts-circuits ou les décharges électriques provoqués par des branches qui entrent en contact avec les lignes électriques lors d'orages ou de vents violents.

③Renforcer les contrôles: Après un orage, il convient de procéder à des inspections spéciales des transformateurs et des lignes afin de vérifier s'il y a eu des claquages d'isolateurs, de contrôler le bon fonctionnement (et d'éventuels dommages) des parafoudres, de vérifier si des fusibles ont sauté et de rechercher d'autres anomalies.

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