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La perte d'électricité due à la dissipation de l'énergie électrique sous forme de chaleur dans les transformateurs, les lignes de transport et le réseau de distribution représente une perte importante chaque jour et constitue non seulement une perte d'électricité, mais aussi une augmentation des coûts d'exploitation et des émissions de carbone inutiles. Pour les gestionnaires d'installations, les exploitants de réseaux et les ingénieurs industriels, l'une des préoccupations quotidiennes consiste à réduire ces pertes. La réduction des pertes à vide (pertes dans le noyau) et des pertes en charge (pertes cuivre), ainsi qu’un transformateur de distribution efficace, peuvent générer des économies d’énergie substantielles sur la durée de vie du produit, car ce dernier est bien conçu. Le transformateur de distribution conçu par Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd. réduit les pertes grâce à un système de refroidissement intelligent, à une fabrication de précision et à des matériaux avancés, de sorte que très peu d’énergie est gaspillée lors du processus de réduction de tension.
Matériaux à faibles pertes pour le noyau et optimisation magnétique
Le noyau d’un transformateur de distribution est magnétisé et démagnétisé 50 ou 60 fois par seconde, et même si l’inefficacité est faible, cela peut entraîner des pertes d’énergie importantes sur une année. Les noyaux Ryan Electric sont fabriqués en acier au silicium à haute perméabilité, laminé à froid et orienté grain (CGO), et recouverts de matériaux affinant les domaines magnétiques qui réduisent les pertes par hystérésis, c’est-à-dire les pertes causées par le réalignement des domaines magnétiques. La jonction en escalier aux coins du noyau présente des entrefer minimaux, ce qui permet un courant de magnétisation faible et de faibles pertes à vide. Dans les applications les plus exigeantes, nous pouvons fournir des noyaux en métal amorphe dont les pertes dans le noyau sont jusqu’à 70 % inférieures à celles des aciers au silicium conventionnels. Les noyaux sont empilés avec précision à l’aide d’équipements automatisés afin que chaque noyau soit parfaitement aligné et uniforme, garantissant ainsi l’absence de points chauds dans le noyau au fil du temps. Grâce à ces optimisations magnétiques, votre transformateur de distribution consomme très peu d’énergie lorsqu’il est « allumé », même si la charge est faible ou nulle.
Enroulements à haute conductivité et dimensionnement optimisé des conducteurs
Les pertes sous charge (appelées également pertes I²R) dans un transformateur de distribution Les pertes dans les enroulements sont causées par le courant circulant à travers la résistance des conducteurs en cuivre et/ou en aluminium. Ryan Electric réduit ces pertes en sélectionnant et dimensionnant les conducteurs de manière appropriée. L’utilisation de cuivre électrolytique de haute pureté (conductivité supérieure à 100 % IACS) ou d’alliages d’aluminium de haute qualité, avec des sections optimales, permet de concilier coût initial et économies à long terme liées aux pertes. Nos machines à enrouler, contrôlées par ordinateur, assurent une tension et un espacement corrects entre les conducteurs, garantissant ainsi une répartition uniforme de ceux-ci et minimisant les pertes parasites dues aux courants de Foucault dans les conducteurs et les spires. Nous dimensionnons également les conducteurs afin d’obtenir la densité de courant la plus économique pour chaque application, ce qui permet de minimiser les pertes cuivre et de maximiser l’efficacité du coût d’investissement du transformateur. Cela se traduit par un rendement de conversion supérieur et des pertes énergétiques quotidiennes réduites, et donc par des coûts d’électricité plus faibles pour le transformateur de distribution.
Refroidissement efficace et gestion de la température
La résistance d'enroulement augmente avec la température d’environ 0,4 % par degré Celsius, ce qui entraîne des pertes sous charge. Il est donc essentiel d’assurer une gestion thermique efficace afin de réduire les pertes d’énergie dans un transformateur de distribution fonctionnement normal. Les ingénieurs de Ryan Electric conçoivent les systèmes de refroidissement utilisés pour chaque transformateur, spécifiquement adaptés au cycle de fonctionnement et à l’environnement du transformateur. Lorsque les unités sont immergées dans de l’huile, nous optimisons la configuration des ailettes, les trajets naturels de circulation de l’air et utilisons un refroidissement forcé par air/eau là où cela s’avère approprié, afin de maintenir les températures des enroulements nettement en dessous des limites thermiques. Nos transformateurs à résine coulée et nos transformateurs traités par imprégnation sous vide (VPI) sont conçus pour transférer la chaleur de manière efficace, en exploitant les propriétés de transfert thermique des composés époxy à haute conductivité thermique ainsi que des enveloppes ventilées permettant la circulation naturelle de l’air pour refroidir le transformateur. Tous les systèmes de refroidissement sont testés dans nos laboratoires reconnus par le CNAS afin de garantir une élévation de température minimale et un rendement maximal sur toute la plage de charge du système de refroidissement.
Chargement intelligent et considérations relatives au facteur de puissance
Ce n’est pas seulement la conception qui déterminera les pertes d’énergie dans un transformateur de distribution ; cela dépendra également de la charge et du facteur de puissance de la charge. Ryan Electric peut également fournir des informations détaillées sur les pertes ainsi que des courbes d’efficacité pour chaque transformateur, afin que les exploitants puissent sélectionner la taille optimale en fonction de leur profil de charge, ce qui évite toute pénalité liée à un dimensionnement insuffisant (pertes cuivre excessives) ou excessif (pertes fer excessives). Les enroulements primaires de nos transformateurs comportent plusieurs prises, ce qui réduit la chute de tension et les pertes de puissance réactive, et permet d’obtenir la tension requise sur le site réel avec une impédance faible. En outre, chaque transformateur de distribution est soumis à des essais afin de vérifier qu’il répond aux normes minimales d’efficacité établies par des organismes indépendants (IEE, UL, CE, ASTA et DEKRA). Chaque jour, Ryan Electric propose des solutions de transformateurs de distribution permettant de réduire les pertes d’énergie, ce qui aide les clients à réaliser des économies, à limiter leur empreinte environnementale et à atteindre des opérations durables. Nous avons su gagner la confiance de clients tels que Microsoft et State Grid grâce à notre engagement en faveur de la qualité, et nos produits sont exportés vers plus de 80 pays.