L`échauffement d`un transformateur est dû à deux phénomènes

L’échauffement d’un transformateur est dû à deux phénomènes physiques bien connus, le premier intervient
dans les enroulements du transformateur (pertes joules appelées aussi pertes en court-circuit), le second
dans les tôles magnétiques par hystérésis et courants de Foucault (pertes fer appelées aussi pertes à vide).
Les pertes joules : Le passage du courant dans les enroulements primaire et secondaire provoque une
dissipation d’énergie sous forme de chaleur. A tension constante, les pertes joules sont proportionnelles au
carré de la charge de l’appareil.
Remarque 1 : L’appellation "pertes cuivre" date de l'époque où tous les enroulements étaient réalisés en
cuivre. C'est encore le cas pour les très petites puissances. Pour les autres transformateurs, les
constructeurs se sont tournés vers les bandes d'aluminium. C'est pourquoi, on parle maintenant de "pertes
en court-circuit".
Les pertes fer : La magnétisation des tôles du transformateur s’accompagne de pertes d’énergie sous
forme de chaleur. Elles sont constantes quelque soit la charge du transformateur. Elles dépendent de la
qualité des tôles utilisées pour la confection du circuit magnétique.
Remarque 2 : Les pertes fer d’un gros transformateurs sont proportionnellement moins importantes que
celle des petits.
Remarque 3 : Les « petits transformateurs » ceux qui sont utilisés en particulier à des usages très divers
(alimentation de circuits électroniques, séparation de circuits, transformateur de sécurité, etc) dont la
puissance varie de quelques VA à quelques kVA sont fréquemment construits à l’économie, avec des tôles
magnétiques de mauvaise qualité et des bobinages avares de cuivre sont de véritables chaufferettes, qui
gaspillent beaucoup d’énergie.
Eu égard à ce que je viens de dire, votre transformateur de séparation de 15kVA rentre certainement dans
cette catégorie, Alors, il ne faut pas s’étonner qu’il chauffe même à vide ou à très faible charge (300W ou
300VA à Cosϕ = 1)
Pertes totales
En résumé, on exprime les pertes totales d’un transformateur par la formule suivante
 S 
W = W fer + Wcuivre ×  
 Sn 
2
avec :
•
•
W = pertes totales du transformateur en charge réelle (W)
W fe = pertes fer ou pertes constantes (W)
•
Wcuivre = pertes en court-circuit à la charge nominale (W)
•
•
S = puissance nominale du transformateur (VA)
S n = puissance fournie par le transformateur à ses bornes (VA)
A titre de premier exemple regardons l’évolution des pertes fer, et cuivre d’un transformateur HT/BT de
250kVA dont le diélectrique est de l’huile.
Année de
construction
1935
1951
1958
1991
2003
Pertes dans le fer
Watts
1570
1380
750
650
650
%
100
88
48
42
42
Pertes à pleine charge
dans le cuivre
Watts
%
4630
100
4200
93
4010
87
3250
70
3250
70
Pertes totales
à pleine charge
Watts
%
6200
100
5630
91
4760
77
3850
62
3850
62
A titre de deuxième exemple, voici les pertes de transformateur BTA/BTA triphasés commercialisés par
BC Transfo
Puissance
(kVA)
0,4
0,8
1,25
2
2,5
15
Pertes
fer (W)
8
15
25
30
30
170
cuivre (W)
50
70
95
120
130
840
totales (W)
58
85
120
150
160
1010
Ces tableaux sont significatifs de ce qui a été dit précédemment, les pertes n’évoluent pas
proportionnellement à la puissance. Ceci explique en particulier que l’échauffement des petits
transformateurs est plus important que les gros transformateurs.
Cas particuliers : Il est à noter que certains transformateurs sont étudiés pour fonctionner le secondaire
en court-circuit pendant un temps illimité, c’est le cas notamment des transformateurs d’intensité (TI ou
TC ou encore Réducteurs de mesures).