Transformateurs Hermétiquement Scellés ou à Conservateur – Lequel Spécifier

L'huile se dilate lorsqu'elle chauffe et se contracte lorsqu'elle refroidit. Chaque transformateur immergé dans l'huile doit absorber cette variation de volume sans admettre d'air, car l'oxygène et l'humidité sont ce qui vieillit l'isolation. Deux constructions résolvent ce problème différemment, et ce choix influence la maintenance, la durée de vie et les accessoires que le transformateur peut porter.

Fonctionnement de Chaque Type

Différence de Construction

Comparaison

L'Assécheur d'Air

L'assécheur d'air est le composant qui détermine si un transformateur à conservateur vieillit bien ou mal. Lorsque l'huile se contracte en refroidissant, de l'air est aspiré dans le conservateur. L'assécheur d'air élimine l'humidité de cet air à l'aide de gel de silice ou d'un dessiccant similaire.

Lorsque le dessiccant est saturé, il cesse d'absorber et l'humidité passe dans l'huile. L'eau dans l'huile réduit la rigidité diélectrique et accélère la dégradation de l'isolation papier, ce qui met finalement fin à la vie du transformateur.

• Le gel de silice change de couleur en se saturant — généralement orange ou bleu à l'état sec, incolore ou rose lorsqu'il est épuisé
• L'intervalle de remplacement ou de régénération dépend du climat et de la charge ; les environnements humides consomment le dessiccant plus rapidement
• Des assécheurs d'air déshydratants sans entretien à régénération automatique sont disponibles lorsque les visites sur site sont difficiles

Différences de Protection

Le relais Buchholz est situé dans la tuyauterie entre la cuve et le conservateur, et détecte l'accumulation de gaz ou les à-coups d'huile — deux indicateurs d'un défaut interne. C'est l'un des dispositifs de protection les plus efficaces disponibles pour un transformateur rempli d'huile, et il n'est possible que sur une unité à conservateur.

Les transformateurs hermétiquement scellés utilisent une protection différente :

• Soupape de surpression — libère la pression en cas de défaut interne grave
• Relais de pression brusque — détecte une hausse rapide de pression, fonctionnellement similaire dans son objectif à un relais Buchholz
• Indicateur de température de l'huile avec contacts d'alarme et de déclenchement
• Indicateur de température des enroulements sur les unités plus grandes

La protection est adéquate mais moins informative. Un relais Buchholz accumule le gaz au fil du temps et permet d'identifier un défaut à évolution lente grâce à la collecte et à l'analyse des gaz. Une unité scellée ne donne aucune alerte précoce équivalente, hormis un échantillon DGA complet — voir Analyse des gaz dissous (DGA).

Construction à Paroi Ondulée et à Radiateur

Les transformateurs hermétiquement scellés absorbent la dilatation de l'huile par déformation élastique de la cuve. Deux dispositions sont utilisées :

Quand Spécifier un Type Hermétiquement Scellé

• Installations isolées ou non surveillées où les visites de maintenance de routine sont impraticables
• Unités montées sur poteau ou sur socle dans les réseaux de distribution
• Environnements humides, côtiers ou poussiéreux où la maintenance de l'assécheur d'air serait exigeante
• Installations à espace restreint où la hauteur supplémentaire d'un conservateur pose problème
• Puissances allant jusqu'à environ 2500 kVA où aucun changeur de prises en charge n'est requis
• Lorsque la minimisation du coût de maintenance sur la durée de vie est une priorité

Quand Spécifier un Type à Conservateur

• Puissances supérieures à 2500 kVA, où la construction scellée devient impraticable
• Lorsqu'un changeur de prises en charge est requis
• Lorsque la protection Buchholz est spécifiée par le distributeur d'énergie ou la norme du projet
• Installations critiques où le prélèvement et la filtration de l'huile en service font partie du régime de maintenance
• Lorsqu'une équipe de maintenance est déjà en place sur le site
• Lorsque le transformateur sera soumis à une surveillance de l'état prolongée sur une longue durée de vie

Remarques Pratiques

• Le type de cuve est fixé à la fabrication. Un transformateur scellé ne peut pas être converti en construction à conservateur, ni l'inverse, sans travaux importants.
• Les unités scellées sont remplies et scellées sous vide en usine. Toute intervention sur site qui rompt le scellé nécessite un traitement sous vide approprié pour restaurer l'état de l'isolation.
• Lorsqu'un transformateur scellé est spécifié pour un site à température ambiante élevée, vérifier que la capacité d'expansion est calculée pour la plage de température réelle. La cuve doit absorber toute la variation de volume d'huile sans pression excessive.
• Les unités à conservateur pour installation extérieure dans les climats froids nécessitent une attention particulière au choix de l'assécheur d'air — certains types de dessiccant sont peu performants en dessous de zéro.
• Pour les deux types, la performance thermique et la durée de vie de l'isolation dépendent de la température réellement atteinte par les enroulements. Voir Classes thermiques d'isolation des transformateurs et limites de température.