infolettre norme c802.2

INFOLETTRE
NORME C802.2
1 re édition - 20 juillet 2011
LES CARACTÉRISTIQUES DES TRANSFORMATEURS DE DISTRIBUTION
Pourquoi un transformateur plus efficace?
Dans une ère ou l’économie d’énergie et la performance environnementale est de mise, le transformateur est trop souvent négligé, car au dire de tous
il n’effectue aucun travail. Mais aussi efficace peut-il être, une simple augmentation de son efficacité globale pourrait se traduire par des économies
fort considérables. Car le transformateur, contrairement aux moteurs, où à votre éclairage, est en fonction 24 heures sur 24.
Le transformateur est un outil nécessaire au transport de l’énergie, de sa création jusqu’à sa distribution. Les utilités telles que nous les connaissons,
produisent de l’énergie généralement à des niveaux de tension de 13.8 kV et ils vont ainsi élever ceux-ci à des niveaux pouvant aller jusqu’à 735 kV
pour ainsi diminuer le coût du transport sur une longue distance. Lorsqu’à proximité des centres de distribution, le niveau de tension sera ensuite
diminué pour en facilité sa distribution. Les utilités sont conscientes des coûts reliés à ces transformations et ils y accordent une importance
primordiale.
Une durée de vie d’au moins trente ans et plus.
Le transformateur est un composant statique dont le vieillissement n’est régi que par 2 éléments, stress thermique et stress électrique. Si sa sélection
est adéquate et que la température de ses isolants n’est jamais excédée le transformateur pourrait bien avoir une durée de vie d’au moins trente
ans et plus. Quant au stress électrique il dépend beaucoup du niveau de tension de ce dernier, plus les tensions sont basses moins les chances de
transitoires et de surtensions tel que la foudre par exemple sont observées.
Regardons maintenant le transformateur de plus près. La transformation de la tension s’effectue par un principe électromagnétique, mais ce dernier
engendre des pertes qui vont comme suit : pertes dans le noyau, pertes dans les conducteurs et pertes due à des courants de circulation que l’on
appel, pertes par courants de Foucault.
Types de pertes
Pertes dans le noyau, aussi appelés pertes dans le fer sont principalement dues au courant nécessaire à la magnétisation du noyau. Aussitôt qu’une
tension est appliquée sur l’enroulement primaire d’un transformateur, un courant nécessaire à la génération d’un flux dans le noyau, circule et ce
dernier engendre des pertes qui vont demeurer invariable, peut importe qu’il y ait une charge ou non sur le transformateur. Le noyau est constitué de
fine lamelle d’acier, ses dernières sont isolées l’une par rapport à l’autre et leur qualité varie selon leurs épaisseurs. À titre d’exemple les pertes dans
le noyau d’un 150 kVA 3-phases conventionnel peuvent atteindre 1 kW, en figurant un coût de $ 0.07 le kW on obtient un coût de fonctionnement
annuel de $ 613.20. Ce dernier pourrait facilement être diminué de moitié, avec l’utilisation d’un noyau plus efficace ce qui représenterait une
économie annuelle de $ 306.60, qui réévalué avec un taux d’indexation adéquat se traduirait par des milliers de dollars d’économie sur une période de
trente ans et plus.
Pertes dans les conducteurs. Ces dernières augmentent au carré de la charge (P = RI2) ce qui veut dire qu’elles vont augmenter très rapidement
selon votre niveau de charge. R, est la résistance des enroulements. Plus le transformateur est chargé, plus la température des enroulements est
augmentée. Ce qui va se traduire par une augmentation globale de ses pertes.
Pertes par courants de Foucault : Elles sont dues à des courants de circulation et ses dernières augmentent proportionnellement avec la section des
conducteurs. Étant de nature proportionnellement faible elles vont prendre des amplitudes excessivement plus grande lorsqu’en présence de charges
à fort contenu harmonique.
Synonyme de qualité
www.delta.xfo.com
1311-A, Ampère, Boucherville (Québec) J4B 5Z5 | Tél. / Tel.: 1-800-663-3582 • 450-449-9774 | Téléc. / Fax: 1-877-449-9115 • 450-449-1349 | [email protected]
INFOLETTRE
NORME C802.2
1 re édition - 20 juillet 2011
LES CARACTÉRISTIQUES DES TRANSFORMATEURS DE DISTRIBUTION
Les charges non linéaires ont aussi un impacte important sur l’efficacité des transformateurs.
De nos jours, la plupart des transformateurs alimentent des charges dites non-linéaires. Les charges non linéaires ont aussi un impacte important sur l’efficacité
des transformateurs, Les charges non-linéaires engendrent des courants d’harmoniques, qui en retournant vers le transformateur, crées une augmentation de
la température moyenne des enroulements. Cette augmentation de température se traduit par une augmentation des valeurs des résistances individuelles des
enroulements. Étant donné que les pertes dans les conducteurs sont égales à RI2, elles vont donc suivre la même tendance.
Il existe une loi sur le niveau d’efficacité des transformateurs, qui est application à travers le Canada, depuis le premier janvier 2005. Ressources naturelles
Canada a comme mandat de s’assurer que tous les transformateurs qui sont importés au pays et que tout échange interprovincial respecte les normes
d’efficacités énergétiques de la norme C802. Plusieurs provinces ont déjà adhéré à la norme. Mais le Québec tarde à emboîter le pas, en ce qui concerne
l’efficacité des transformateurs.
C802 est une norme d’efficacité énergétique qui demande de respecter des niveaux d’efficacité minimum, à 35% de la charge pour les transformateurs à
basses tension et 50% de la charge pour les transformateurs à haute tension. Il a été observé que dans plusieurs installations de basse tension, le niveau de
charge sur une période de 24 heures était d’environ 35%. Ressources naturelles Canada exige donc que les transformateurs respectent ce niveau d’efficacité.
L’impacte sur le coût direct de ses nouveaux transformateurs est généralement amorti à l’intérieur de trois ans.
L’efficacité des transformateurs de la norme C802 décroit en fonction de l’augmentation du niveau de charge. Ce qui veut dire que plus le niveau de charge est
élevé plus l’efficacité s’en trouve diminuée.
Ce ne sont pas tous les transformateurs qui on un niveau de charge de 35%. Prenons par exemple un transformateur qui alimente un moteur muni d’un
variateur de vitesse de 200 HP. Ce dernier ne sera pas un 600 kVA mais plutôt un 220 kVA. Il importe donc que ce dernier soit plus efficace à un niveau de
charge plus élevé. Et oui encore une fois cette option se traduit par un coût d’achat plus élevé mais le retour sur investissement peut être très rapide si le
moteur fonctionne 24 heures sur 24.
Les coûts reliés à la climatisation ont eux aussi une importance primordiale dans les économies possibles et ce de façons significative.
De nos jours les salles électriques sont de plus en plus petites et par défaut, nécessite une climatisation constante. Ainsi, si les transformateurs génèrent moins
de pertes, les coûts reliés à la climatisation ont eux aussi une importance primordiale dans les économies possibles et ce de façons significative.
En conclusion le gestionnaire ne devrait pas se limiter qu’au cout d’achat, mais aussi au coût d’utilisation, qui sur une période d’au-delà de trente ans, se
traduira par des économies plus que substantielles. Les caractéristiques des transformateurs de distribution standard sont disponible sure notre site web mais si
votre application requiert un transformateur de conception plus approprié n’hésiter pas à nous transmettre vos besoins et nous serons heureux de vous aiguiller.
Stéphane Brouillette
Spécialiste d’applications.
Transformateurs Delta Inc
Tél. 450-378-3617 #Poste 321
Fax 450-378-5101
[email protected]
Synonyme de qualité
www.delta.xfo.com
1311-A, Ampère, Boucherville (Québec) J4B 5Z5 | Tél. / Tel.: 1-800-663-3582 • 450-449-9774 | Téléc. / Fax: 1-877-449-9115 • 450-449-1349 | [email protected]