Simulation numérique du comportement thermique d’un transformateur triphasé

Abstract

Notre étude a porté sur la modélisation thermique d’un transformateur triphasé abaisseur de tension (30 KV / 400 V) couplé en triangle-étoile « Dy », fabriqué par Electroindustrie d’AZAZGA (ex-ENEL) de TIZI-OUZOU. Les pertes dans un transformateur apparaissent sous forme de chaleur et donnent lieu à une augmentation de température (échauffement). L’échauffement, à l’intérieur du transformateur, causé par les pertes cuivre et fer, provoque un vieillissement accéléré de l’isolant. Ce dernier est le point faible et déterminant de la durée de vie du transformateur d’où l’intérêt de la connaissance de la température maximale qu’atteignent les différentes parties du transformateur notamment celle de l’isolant. Un modèle thermique est nécessaire pour la connaissance de la répartition de la température dans le transformateur étudié. Un modèle électromagnétique est tout aussi indispensable pour la détermination des différentes pertes en fonction du niveau de la charge du transformateur. L’élaboration de ce travail qui s’est focalisé sur le modèle thermique, nous a permid’améliorer notre connaissance dans le domaine. La théorie du champ thermique dans le transformateur reste assez compliquée à cerner surtout quand on affaire à des matériaux avec des formes complexes mais aussi avec des dimensions et des épaisseurs variantes dans de grands rapports d’un matériau à l’autre. La mise en œuvre informatique et les simulations numériques menées à terme nous ont appris à manipuler le logiciel FEMM basé sur la méthode des éléments finis. Les résultats obtenus doivent être confrontés avec ceux des expériences effectuées sur des transformateurs existants. Dans le cas contraire, des corrections nécessaires de certains paramètres (notamment le coefficient de convection) doivent être effectuées jusqu'à l’obtention des variantes répondant aux normes en vigueur et aux spécifications du cahier des charges. Le présent mémoire peut avoir comme perspective une étude comparative avec des essais expérimentaux d’un côté mais d’autre part le développement d’un modèle couplant les modèles thermique et électromagnétique nous parait comme étant un prolongement naturel à envisager.