Pertes, élévation de température et flux au noyau — référence d’ingénierie
Saisissez les données de plaque d’un transformateur et les données de défaut d’une bobine de réactance série. Le moteur renvoie l’élévation de température de l’enroulement et la température du point chaud avec le vieillissement journalier, la répartition des pertes entre fer et cuivre, ainsi que la forme d’onde du courant de défaut du réacteur et la caractéristique de saturation du noyau. Chaque valeur porte sa base et sa norme ; tout ce que le moteur ne renvoie pas s’affiche « — », jamais 0.
Ces données ne forment qu’un cas de référence en mémoire, propre à cette page. Rien n’est écrit dans vos schémas enregistrés, rien n’en est lu. La position de prise est préréglée sur 0 % (la prise nominale, position de service usuelle) et peut être modifiée.
ObligatoireRecommandéBarre de gauche : bleu = obligatoire, or = recommandé. Les champs facultatifs et avancés sont repliés.
Un point par ligne, au format « courant A, inductance mH ». Laissez vide pour n’obtenir que le tronçon linéaire : le moteur signale alors l’absence de point de saturation et de pic de flux, au lieu de les inventer.
Pas encore calculé. Cliquez sur Calculer le cas de référence pour obtenir les valeurs du moteur.
Pic de flux au noyau λmax: — V·s— pas de courbe L–I du constructeur
Pertes : P_loss = P0 + Pk·(S/Sn)² avec S = P / cos φ ; Q_loss = i0 %·Sn/100 + uk %·Sn/100·(S/Sn)². P0 et Pk sont les valeurs saisies, sinon les valeurs typiques de classe 1 GB 20052-2020 pour cette puissance. Produit par le rapport de pertes du moteur existant — cette page ne calcule rien par elle-même.
Élévation de température : Δθ_oil = 55·((1 + R·K²)/(1 + R))^0.8, Δθ_hs = Δθ_oil + 25·K^1.6, θh = θa + Δθ_hs avec R = Pk/P0 et K = S/Sn — simplification exponentielle ONAN en huile de l’IEC 60076-7. Taux de vieillissement relatif selon le facteur de vieillissement équivalent F_AA = exp(15000/383 − 15000/(θh + 273)) de l’IEC 60076-7:2018 §7.3 ; perte de vie journalière = Σ(V_i·Δt_i) / 24 h × 100 %.
Flux au noyau : l’équation de boucle L·di/dt = Um·sin(ωt + θ) − R·i est intégrée par RK4 à pas fixe, avec le flux embrassé λ sur la caractéristique λ–i du constructeur comme variable d’état (interpolation linéaire par morceaux ; sans hystérésis, sans courants de Foucault, sans rémanence). Base de court-circuit IEC 60909-0:2016 (c = 1,1, Z_Q = Un²/Ssc, κ = 1,02 + 0,98·e^(−3R/X)) ; la courbe de saturation ne peut venir que du constructeur — l’IEC 60076-6 / GB/T 1094.6 n’en fournissent aucune par défaut.
Topologie du cas de référence : une source réseau, un transformateur à deux enroulements, un jeu de barres BT et une charge statique, reliés par trois tronçons de câble courts de 10 m chacun (cuivre). Les données de câble ne déterminent ni les pertes ni les températures (celles-ci ne dépendent que de P0/Pk et de la charge), mais elles doivent être présentes pour que le load-flow du moteur puisse s’exécuter.
Modules réutilisés sans modification : engines/reactor-transient.js · engines/trafo-ageing.js · engines/loss-allocation.js · engines/time-series.js · engines/params.js (tempRiseAt, resolveXfLoss). Cette page ne calcule aucune grandeur d’ingénierie propre — elle met seulement vos données en requête et rend ce que renvoie le moteur.
Définitions, unités et pourquoi la valeur compte pour la sélection et le devis. Interrogeable, groupée par sujet, repliée par défaut.
Chaque marque ? sur cette page ouvre la même explication sur place — sans changement de page.
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Puissance apparente de court-circuit du réseau amont au point de raccordement, Ssc = √3·Un·I″k, ou l'impédance de source équivalente en amont.
Pourquoi c'est important : C'est la seule donnée d'entrée qui indique à quel point le réseau est « raide ». Sans elle, aucun courant de défaut ne peut être calculé ; elle doit donc être demandée au distributeur (ou reprise d'une hypothèse explicite) avant tout chiffrage d'appareillage de connexion.
Rapport de la réactance équivalente à la résistance équivalente vu depuis le point de défaut (IEC 60909-0).
Pourquoi c'est important : Il fixe deux choses à la fois : le facteur de crête κ (donc ip) et le taux de décroissance de la composante continue. Un rapport X/R élevé (départs BT inductifs, sources génératrices) donne à la fois une crête plus élevée et un transitoire continu plus long, que le disjoncteur doit interrompre.
Facteur de crête κ = ip / (√2·I″k) : le rapport de la première crête à la valeur efficace, calculé dans l'IEC 60909-0 à partir du rapport R/X de l'impédance équivalente.
Pourquoi c'est important : C'est ce qui convertit un courant de court-circuit en une force mécanique. Un réseau inductif (câbles BT, transformateurs) pousse κ vers 2,0 et augmente la force de crête, c'est pourquoi ip ne peut pas être déduit de Ik seul.
Courant de court-circuit crête ip = κ·√2·I″k (IEC 60909-0) : la valeur instantanée la plus élevée du courant de défaut, atteinte environ un demi-cycle après l'apparition.
Pourquoi c'est important : C'est le nombre qui génère l'effort électrodynamique sur les barres omnibus, les serre-câbles et les bornes des appareils. Comparez-le à la tenue crête assignée Ipk — ne citer que Ik laisse la résistance mécanique du tableau non vérifiée.
Perte à vide d'un transformateur : la puissance absorbée à la tension assignée et à la fréquence assignée avec l'enroulement secondaire ouvert (IEC 60076-1). Il s'agit essentiellement de la perte dans le noyau (hystérésis + courants de Foucault).
Pourquoi c'est important : Elle fonctionne en continu — environ 8 760 h par an — elle domine donc la facture énergétique sur la durée de vie. Les appels d'offres la capitalisent couramment à un montant en $/W, ce qui signifie qu'un P0 plus faible peut justifier un prix d'achat plus élevé.
Perte de charge (perte en court-circuit) d'un transformateur : la puissance absorbée au courant assigné avec le secondaire en court-circuit, corrigée à la température de référence (IEC 60076-1). Elle comprend la perte I²R ainsi que les pertes supplémentaires et les pertes par courants de Foucault dans les enroulements.
Pourquoi c'est important : Elle croît avec le carré de la charge et constitue la base des garanties de rendement et de toute clause de capitalisation des pertes. Pk et uk% proviennent du même essai, donc une fiche technique qui donne l'un sans l'autre est incomplète.
Tension d'impédance de court-circuit d'un transformateur : la tension primaire, en pourcentage de la tension assignée, qui fait circuler le courant nominal dans l'enroulement secondaire mis en court-circuit (IEC 60076-1).
Pourquoi c'est important : Il fixe le niveau de défaut BT (approximativement I″k ≈ In / uk) et en même temps la chute de tension en charge. C'est un véritable compromis de chiffrage : un uk plus grand abaisse le niveau de défaut (appareillage de connexion en aval moins cher) mais augmente la chute de tension et les pertes. Toujours indiquer uk avec la puissance assignée du transformateur.
Tension la plus élevée pour le matériel Um : la tension efficace maximale entre phases à laquelle le matériel peut être exploité (IEC 60071-1).
Pourquoi c'est important : Um ancre toute la table de coordination de l'isolement : il détermine quelles valeurs de tenue aux ondes de foudre et à fréquence industrielle sont exigées. Acheter du matériel avec un Um trop faible n'est pas une économie, c'est une offre non conforme.
Tension de tenue aux ondes de choc de foudre : la crête de l'onde de choc normalisée 1,2/50 µs que l'isolation doit supporter sans claquage (IEC 60071-1).
Pourquoi c'est important : C'est une spécification nommée et un élément d'essai de type pour l'appareillage de connexion, les transformateurs et les traversées. C'est l'un des premiers paramètres qu'une offre bon marché réduit silencieusement, il doit donc apparaître explicitement dans la fiche technique que vous comparez.
Facteur de chargeabilité maximal λmax du calcul de flux de puissance en continuation : le multiplicateur appliqué à toutes les charges au point de nez de la courbe PV, le point où la tension s'effondre.
Pourquoi c'est important : C'est la marge de charge de la conception : λmax = 1,35 signifie que le réseau ne s'effondre qu'à 135 % de la charge actuelle. Les planificateurs exigent une marge minimale (le nombre diffère selon les codes de réseau — indiquez le critère utilisé), et elle décide si un renforcement de ligne ou une compensation réactive supplémentaire doit être chiffré.
Charge : le courant (ou la puissance) transporté par une branche exprimé en pourcentage de sa capacité assignée.
Pourquoi c'est important : C'est le chiffre d'acceptation pour les câbles et les transformateurs. Au-dessus de 100 %, l'élément déclenchera ou devra être déclassé, et la marge laissée au cas de conception est exactement ce que le client paie — elle doit donc être indiquée avec l'hypothèse (facteur de charge, température ambiante) qui l'a produite.
Base : modèle thermique du transformateur selon l’IEC 60076-7 (simplification exponentielle ONAN en huile — échauffement de l’huile supérieure 55 K et du point chaud 80 K à charge nominale) piloté par P0/Pk (vos valeurs d’abord, sinon les valeurs typiques de la classe 1 GB 20052-2020 pour cette puissance) ; transitoire du réacteur selon l’IEC 60909-0:2016 (c = 1,1, Z_Q = Un²/Ssc) avec la courbe de saturation du noyau issue uniquement des données L–I du constructeur (IEC 60076-6 / GB/T 1094.6 n’en fournissent aucune par défaut). Les résultats sont une estimation d’ingénierie de présélection : ni simulation thermique par éléments finis, ni étude EMT système ; transformateurs secs, refroidissement par paliers et humidité de l’isolation sont hors de ce modèle.
Questions fréquentes
- Que peut faire ce calculateur ?
- Saisissez les données de plaque signalétique d'un transformateur et les données de défaut d'une réactance série. La référence renvoie la répartition des pertes entre fer et cuivre, l'élévation de température de l'enroulement et la température du point chaud avec le vieillissement quotidien, et la forme d'onde du courant de défaut de la réactance avec le pic de flux de liaison et le coude de saturation. La partie thermique utilise le modèle exponentiel à huile IEC 60076-7 (élévation de l'huile supérieure 55 K et échauffement du point chaud 80 K à charge nominale) piloté par P0/Pk — vos valeurs d'abord, sinon les valeurs typiques de la classe 1 de GB 20052-2020 pour cette caractéristique. Usages typiques : juger si un profil de charge est thermiquement acceptable, lire le vieillissement quotidien et vérifier si une réactance pousse le noyau vers la saturation pendant un défaut. Les données manquantes sont affichées comme manquantes, jamais comme zéro.
- D'où viennent P0 et Pk lorsqu'aucune valeur de plaque signalétique n'est saisie ?
- Vos valeurs saisies sont utilisées en premier ; là où elles sont absentes, le moteur se rabat sur les valeurs typiques de la classe 1 de GB 20052-2020 pour cette caractéristique et déclare que la source est typique. Un résultat n'est donc jamais construit silencieusement sur un chiffre de perte supposé — la page vous indique la base qu'elle a utilisée.
- Quelle est la différence entre l'élévation de température et le vieillissement quotidien ?
- L'élévation de température est la valeur en régime permanent au-dessus de l'ambiance (huile supérieure 55 K et point chaud 80 K à charge nominale dans la simplification ONAN) ; le vieillissement quotidien convertit la température du point chaud en un taux de vieillissement relatif, qui est ce qui consomme réellement la vie du transformateur. Cette page est une référence sur un seul modèle thermique équivalent, pas une simulation transitoire et pas un essai d'élévation de température.