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Les principales façons de les refroidir se résument à quelques bases. Tout d’abord, il y a le refroidissement naturel par air, qui s’appelle AN pour air natural. Celui-ci dépend entièrement de la convection naturelle et du rayonnement pour évacuer la chaleur.
La chaleur s'accumule dans les enroulements et le noyau, réchauffant l'air qui les entoure. Cet air plus chaud devient plus léger et monte tout seul. L’air plus frais entre ensuite par le bas, tandis que l’air chaud sort par les bouches d’aération du haut. Cela maintient un courant constant tout le temps.
Les concepteurs ont placé des bouches d'aération et des chemins d'air à l'intérieur dans des endroits intelligents pour augmenter le flux. Ils agrandissent également l’extérieur avec des ailerons ou des formes ondulées pour aider à mieux rayonner la chaleur. Cette méthode est courante dans les unités plus petites, disons jusqu'à environ 2 000 kVA. Il convient aux endroits avec des charges constantes et pas trop lourdes.
Il existe ensuite le refroidissement à air forcé, appelé AF pour air forcé. Cela intervient en cas de besoins énergétiques plus importants ou lorsque les choses sont un peu surchargées. Il utilise des ventilateurs pour pousser l’air plus fort et plus rapidement.
Les ventilateurs sont placés le long de l'axe, dirigés directement vers le noyau et les enroulements. Des capteurs dans les enroulements surveillent la température et la contrôlent. En fonctionnement normal, si les températures restent inférieures à 110 degrés Celsius, les ventilateurs restent inactifs.
Lorsque la chaleur augmente, les ventilateurs démarrent par étapes, un ou plusieurs à la fois. Cela accélère beaucoup le refroidissement. Le transformateur peut supporter des surcharges de 125 à 150 pour cent de sa valeur nominale pendant de courtes périodes. Cela se fait sans endommager l’isolation intérieure.
Par rapport à l’air naturel, cette configuration forcée augmente l’évacuation de la chaleur de 30 à 50 %. Plutôt utile pour les travaux plus difficiles.
Les concepteurs intègrent désormais également une gestion thermique complète. Cela signifie que les capteurs et les commandes sont tous liés ensemble. Ils utilisent des RTD PT100 ou des thermocouples coincés directement dans les enroulements pour les lectures de température en direct.
Les contrôleurs intelligents fonctionnent sur des microprocesseurs. Ils surveillent la chaleur et ajustent le refroidissement par étapes. Vous recevez des alarmes lorsque les températures atteignent les points définis. Les ventilateurs s'allument et s'éteignent selon les besoins. S'il fait trop chaud, ils envoient des signaux de déclenchement aux équipements de protection en amont.
Ceux-ci se connectent également via Modbus ou Ethernet pour une vérification à distance. Tout cela contribue au bon déroulement des choses.
Les transformateurs suivent des classes de température définies pour l'isolation. La classe B culmine à 130 degrés C, avec une augmentation de 80 degrés K par rapport à une température ambiante de 40 degrés C. La classe F va jusqu'à 155 degrés C, permettant une augmentation de 100 degrés K par rapport à la même température ambiante.
La classe H atteint 180 degrés C, avec une augmentation de 125 degrés K par rapport à une température ambiante de 40 degrés C. Chaque classe fixe des limites à la quantité de chaleur accumulée en toute sécurité.
L’ingénierie couvre différentes manières dont la chaleur se déplace. La conduction le transporte depuis les enroulements en cuivre jusqu'au boîtier extérieur en passant par l'isolation. La convection permet à l'air en mouvement d'évacuer la chaleur des pièces solides.
Le rayonnement envoie des infrarouges des points chauds vers les zones plus froides alentour. Tous les trois travaillent ensemble dans la conception.
Certains facteurs dépendent de l'endroit où vous placez letransformateur. À haute altitude, un air plus raréfié réduit la puissance de refroidissement, ce qui entraîne une réduction ou une augmentation de la capacité. Un environnement chaud signifie que vous avez besoin de marges supplémentaires ou de meilleurs systèmes intégrés.
La poussière ou la pollution nécessitent des filtres ou des boîtiers scellés au niveau IP54 ou supérieur. Ceux-ci protègent mais peuvent ralentir légèrement le flux d’air.
L’installation est très importante pour maintenir un refroidissement efficace. Vous devez laisser les bons dégagements par rapport aux murs et aux équipements pour que l'air puisse circuler librement. La configuration de la pièce nécessite des bouches d’aération qui évacuent bien la chaleur, en particulier avec plus d’une unité.
Le nettoyage des voies d'air et des surfaces de temps en temps permet de maintenir les performances à la hauteur des spécifications. Sautez cela, et les choses souffriront avec le temps.
