La principale différence entre les transformateurs immergés dans l'huile et les transformateurs secs réside dans la présence ou l'absence d'huile. L'huile étant un liquide fluide, les transformateurs immergés sont toujours dotés d'un carter. À l'intérieur de ce carter se trouve l'huile de transformateur qui baigne les enroulements, les rendant invisibles de l'extérieur. Les transformateurs secs, quant à eux, ne contiennent pas d'huile et n'ont donc pas besoin de carter ; leurs enroulements sont directement visibles. Autre caractéristique : les transformateurs immergés dans l'huile possèdent un conservateur contenant de l'huile de transformateur, bien que certains transformateurs immergés dans l'huile plus récents en soient dépourvus.
Ce sont tous deux des transformateurs de puissance, comportant un noyau pour le circuit magnétique et des enroulements pour le circuit électrique. La principale différence réside dans leur désignation : « à bain d’huile » ou « à sec ». Autrement dit, ils utilisent des fluides de refroidissement différents. Les transformateurs à bain d’huile utilisent de l’huile de transformateur (et d’autres huiles comme l’huile bêta) comme fluide de refroidissement et d’isolation, tandis que les transformateurs à sec utilisent de l’air ou d’autres gaz comme le SF6. Un transformateur à bain d’huile est constitué d’un noyau et d’enroulements logés dans une cuve remplie d’huile de transformateur. Les transformateurs à sec encapsulent généralement le noyau et les enroulements dans de la résine époxy. De nos jours, le type le plus courant est le transformateur non encapsulé, dont les enroulements sont enveloppés d’un papier isolant spécial imprégné d’un vernis isolant spécial afin d’empêcher l’absorption d’humidité par les enroulements ou le noyau.
Les transformateurs immergés dans l'huile sont équipés de radiateurs externes, semblables à des dissipateurs thermiques, conçus pour une dissipation efficace de la chaleur, notamment pour la circulation et le refroidissement de l'huile isolante interne. Les transformateurs secs, quant à eux, sont dépourvus de ce radiateur ; leur refroidissement repose sur des ventilateurs situés sous les enroulements.
Pour des raisons de sécurité incendie, les transformateurs immergés dans l'huile sont généralement installés dans une salle de transformateurs séparée ou à l'extérieur, tandis que les transformateurs secs sont toujours installés à l'intérieur, généralement dans une salle de distribution.
En termes de production et d'utilisation, les transformateurs secs atteignent actuellement une tension de seulement 35 kV et leur capacité est inférieure à celle des transformateurs immergés dans l'huile, d'environ 2 500 kVA. De plus, leur fabrication est plus complexe et plus coûteuse que celle des transformateurs immergés dans l'huile de même tension et de même capacité. C'est pourquoi les transformateurs immergés dans l'huile sont actuellement plus répandus. Cependant, grâce à leurs avantages environnementaux, leur résistance au feu et aux chocs, les transformateurs secs sont souvent utilisés dans les environnements exigeants en matière d'alimentation et de distribution d'énergie, tels que les hôtels, les immeubles de bureaux et les bâtiments de grande hauteur.
Il est évident que les transformateurs à sec et les transformateurs à bain d'huile présentent chacun leurs avantages et leurs inconvénients. Les transformateurs à bain d'huile sont peu coûteux et faciles à entretenir, mais ils sont inflammables et explosifs. Les transformateurs à sec, grâce à leur bonne résistance au feu, peuvent être installés dans les zones de forte consommation pour réduire les chutes de tension et les pertes de puissance. Cependant, ils sont chers, encombrants, peu résistants à l'humidité et à la poussière, et bruyants.
Résumons maintenant les différences mentionnées ci-dessus en sept points :
1. Aspect : L’emballage diffère. Les transformateurs secs permettent une visualisation directe du noyau et des bobines, tandis que les transformateurs immergés dans l’huile ne permettent de visualiser que le boîtier extérieur.
2. Type de conducteur : Les transformateurs secs utilisent principalement des traversées en caoutchouc silicone, tandis que les transformateurs immergés dans l'huile utilisent principalement des traversées en porcelaine.
3. Puissance et tension : Les transformateurs secs conviennent généralement à la distribution d’énergie, avec des puissances inférieures à 2 000 kVA et des tensions de 10 kV et moins, bien que certains atteignent 35 kV. Les transformateurs immergés dans l’huile, quant à eux, peuvent atteindre toutes les puissances et tous les niveaux de tension requis. Les lignes à très haute tension de 1 000 kV actuellement en construction dans mon pays utiliseront assurément des transformateurs immergés dans l’huile.
4. Isolation et dissipation thermique : Les transformateurs secs utilisent généralement une isolation en résine et sont refroidis par air naturel, les modèles de plus grande capacité étant refroidis par ventilateurs. Les transformateurs immergés dans l’huile, quant à eux, utilisent de l’huile isolante. La circulation de cette huile à l’intérieur du transformateur transfère la chaleur générée par les bobines vers les plaques de dissipation thermique. 5. Lieux d’utilisation : Les transformateurs secs sont principalement utilisés dans les lieux nécessitant une protection contre les incendies et les explosions, et conviennent généralement aux grands bâtiments et aux immeubles de grande hauteur. Les transformateurs immergés dans l’huile, en raison du risque de fuite d’huile en cas d’accident, pouvant provoquer un incendie, sont principalement utilisés à l’extérieur, dans des endroits disposant de l’espace nécessaire pour un réservoir d’huile de secours.
6. Différentes capacités de charge : Les transformateurs secs doivent généralement fonctionner à leur capacité nominale, tandis que les transformateurs immergés dans l'huile ont une meilleure capacité de surcharge.
7. Différences de coûts : Pour des transformateurs de même capacité, le prix d'achat d'un transformateur sec est nettement supérieur à celui d'un transformateur immergé dans l'huile.
