Comment choisir entre les transformateurs à noyau de cuivre et les transformateurs à noyau d'aluminium

Sélection de transformateurs à noyau en cuivre :

• Fonctionnement en charge complète à long terme, nécessitant une utilisation de plus de dix ans, charges importantes, projets chimiques côtiers

• Temps de fonctionnement annuel : 6 000 heures

Sélection de transformateurs à noyau en aluminium :

• Projets de construction temporaires, utilisation à court terme, charges légères intermittentes, équipements mobiles en montagne

• Temps de fonctionnement annuel < 3 000 heures

Plus précisément, le choix du type de transformateur à utiliser doit être analysé selon les aspects suivants :

Comparaison des paramètres du noyau (même puissance nominale, même classe d’efficacité énergétique)

1. Conductivité et pertes (la différence la plus critique)

• Transformateur à noyau en cuivre : conductivité de 100 % IACS, faible résistance ; les pertes en charge sont inférieures de 15 à 25 % à celles des transformateurs à noyau en aluminium, permettant des économies d’électricité tout au long de l’année et entraînant une élévation de température plus faible en service.

• Transformateur à âme en aluminium : La conductivité n’est que de 60 % de celle du cuivre. Pour transporter le même courant, il nécessite une section transversale de l’enroulement 63 % plus grande, ce qui entraîne une résistance plus élevée de l’enroulement et une surchauffe importante à pleine charge, conduisant à des pertes électriques accrues.

2. Volume, poids, transport

• Volume : La section transversale de l’enroulement en aluminium étant plus grande, le volume global de l’âme ferromagnétique et du réservoir d’huile augmente de 10 à 25 %, occupant davantage d’espace et nécessitant un coffret plus large et plus profond pour le transformateur.

• Poids : La densité de l’aluminium est de 2,7, contre 8,9 pour le cuivre ; l’âme en aluminium est 10 à 12 % plus légère que l’âme en cuivre, réduisant ainsi les coûts de levage et de transport, ce qui la rend adaptée aux postes sources mobiles.

3. Résistance à la chaleur, surcharge, tenue aux courts-circuits

• Âme en cuivre : Point de fusion de 1083 ℃, capable de supporter une surcharge à court terme pendant 1 à 2 heures ; il possède une forte résistance mécanique, ne se déforme pas facilement et résiste bien aux chocs de court-circuit, avec moins de pannes.

• Âme en aluminium : point de fusion à 660 ℃, capable de supporter une surcharge uniquement pendant 30 minutes ; le matériau est mou et la force d’impact d’un court-circuit peut facilement provoquer un déplacement des enroulements et des courts-circuits entre spires, entraînant un taux de pannes plus élevé.

4. Durée de vie, corrosion, entretien

• Âme en cuivre : résistante à l’oxydation et aux embruns salins / à l’humidité, avec une durée de vie prévue de 25 à 30 ans ; les points de connexion sont moins sujets à la surchauffe et l’entretien quotidien est simple.

• Âme en aluminium : s’oxyde facilement, les points de connexion sont sujets à la surchauffe et aux étincelles ; dans les environnements côtiers, humides ou chimiques, le vieillissement est accéléré, la durée de vie habituelle étant de 15 à 20 ans, et les bornes de connexion doivent être resserrées annuellement.

5. Coût d’achat

Transformateur à huile de même capacité : le noyau en aluminium coûte 20 % à 35 % moins cher que le noyau en cuivre ; la différence de prix pour les transformateurs secs à noyau en aluminium est de 15 % à 25 %, ce qui implique un investissement initial moindre.

6. Coût total sur le cycle de vie

Projets à long terme avec un temps de fonctionnement annuel de 6 000 heures : la différence de coût d’achat entre les noyaux en cuivre et en aluminium peut être compensée par des économies d’électricité réalisées sur une période de 3 à 5 ans ; utilisé pendant 10 ans ou plus, le coût global du noyau en cuivre est nettement inférieur à celui du noyau en aluminium.

Quels scénarios exigent des transformateurs à noyau en cuivre

1. Fonctionnement continu à charge élevée, 24 heures sur 24, sur une longue période

• Bâtiments industriels, chaînes de production, grands centres commerciaux, centres de données, hôpitaux, écoles, résidences hautes

• Stations de surtension pour l’énergie solaire / éolienne, cabines préfabriquées de stockage d’énergie, réseau électrique principal municipal, projets publics essentiels, transformateurs principaux des sous-stations

2. Haute fiabilité de l’alimentation électrique, sans coupure de courant

• Salles d’opération hospitalières, salles IDC, laboratoires, zones de protection incendie de premier niveau, zones antidéflagrantes pour les industries chimique et minière

• Lieux où la maintenance fréquente et l’arrêt de l’alimentation électrique à des fins de maintenance ne sont pas autorisés

3. Environnement fortement corrosif

• Brouillard salin côtier, sous-sols à forte humidité, usines chimiques, zones poussiéreuses et corrosives ; l’aluminium est sujet à l’oxydation et à la détérioration aux points de connexion, tandis que le cuivre présente un avantage net en matière de résistance à la corrosion

4. Surcharge fréquente et charges d’impact

• Machines de pressage et de soudage, zones à forte densité d’ascenseurs, groupes de bornes de recharge, laminage de l’acier, etc. — charges d’impact ; le cuivre tolère bien les surcharges et n’est guère sensible aux dommages thermiques

5. Utilisation à long terme des équipements (≥ 10 ans), recherche de gains énergétiques

• Biens immobiliers appartenant à l’entreprise, parcs gérés en interne ; prise en compte du coût total sur le cycle de vie : les câbles en cuivre consomment moins d’électricité, nécessitent moins de maintenance et possèdent une durée de vie deux fois plus longue

Quels scénarios conviennent aux transformateurs à âme en aluminium

1. Alimentation électrique temporaire à court terme (à retirer dans les 3 à 5 ans)

• Alimentation électrique temporaire pour les chantiers de construction, alimentation électrique temporaire pour les expositions, exploitation minière à court terme, projets de location, alimentation électrique temporaire pour les zones de démolition

• Utilisation immédiate sans nécessiter de supporter les pertes électriques sur une longue période ; priorité accordée à la réduction des coûts initiaux d’achat

2. Faible charge, fonctionnement intermittent, taux de charge faible (annuel < 60 %)

• Distribution électrique dans les branches rurales, petites stations de pompage pour l’irrigation ，alimentation de secours (rarement en charge nominale)

• Faible charge ，la différence en matière de génération de chaleur et de pertes n’est pas évidente ，et l’avantage économique du conducteur en aluminium est net

3. Nécessite une légèreté ，facile à soulever et à transporter

• Postes de transformation mobiles, postes de transformation montés sur véhicules, chantiers de construction situés sur des routes de montagne étroites et présentant de mauvaises conditions de levage ; les ensembles complets à âme en aluminium sont plus légers, ce qui réduit les coûts de transport et de levage

4. Projets à court terme avec un budget limité

• Distribution d’électricité simple à l’échelle villageoise, centrales électriques louées à court terme, sans exigences d’économie d’énergie à long terme, uniquement le contrôle de l’investissement initial

Par conséquent, le choix entre un transformateur à âme en aluminium et un transformateur à âme en cuivre dépend du scénario d’application spécifique et des exigences du projet. Jiangsu Zhongmeng Electrical peut fournir une production de transformateurs sur mesure, adaptée aux besoins spécifiques de votre projet.

FAQ :

1. Si j’utilise le transformateur uniquement pendant une courte période, que dois-je choisir ?

Optez pour celui à âme en aluminium, car il est plus adapté et moins coûteux.

2. Mon projet est un projet de production d’énergie photovoltaïque. Quel transformateur dois-je choisir pour ce projet ?

Choisissez un transformateur à noyau en cuivre, car il convient à une utilisation à long terme et nécessite peu d’entretien.

3. Je choisis un transformateur pour un projet hospitalier. Il doit fonctionner 24 heures sur 24. Quel transformateur dois-je choisir ?

Choisissez un transformateur à noyau en cuivre. Il nécessite moins d’entretien et possède une durée de vie plus longue.

4. Actuellement, mon budget de projet est limité et je souhaite l’utiliser uniquement pendant une courte période. Quel transformateur dois-je choisir ?

Choisissez un transformateur à noyau en aluminium, car son coût est inférieur.

5. Quels types de transformateurs Jiangsu Unita Electric peut-elle nous fournir ?

Jiangsu Unita est un fabricant chinois de transformateurs immergés dans l’huile. Nous pouvons vous fournir des transformateurs à noyau en aluminium ou des transformateurs à noyau en cuivre.