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TRANSFORMATEUR DE DISTRIBUTION ET ÉCONOMIES D’ÉNERGIE LES BONNES PRATIQUES EN MATIÈRE DE TRANSFORMATEUR >Accorder au transformateur une attention toute particulière dès l’achat : • choisir un transformateur à pertes réduites : utiliser les normes existantes sur les pertes à vide et pertes dues à la charge, • étudier coûts d’achat et de fonctionnement. Bien les choisir les utiliser et les entretenir, c’est l’assurance d’économies d’énergies > Utiliser correctement son transformateur : • utiliser le transformateur à une charge raisonnable comprise entre 40 et 75 % de sa puissance nominale, • réduire les courants harmoniques et la puissance réactive. Pour être énergétiquement et économiquement performant, le transformateur électrique sera choisi en fonction de son cycle de fonctionnement et sous réserve de quelques précautions d’exploitation et de mise en œuvre à respecter. > Entretenir correctement et à long terme son transformateur : • établir et suivre un plan de maintenance régulier, • surveiller régulièrement l’état et les conditions de fonctionnement du transformateur. Cette synthèse et le guide associé s’appuient sur l’étude préparatoire VITO de la directive Eco-Design (ErP 2009/125/CE) appliquée aux transformateurs de distribution. Ils font également appel au projet européen SEEDT (Selecting Energy Efficient DistributionTransformers). > Suivre ces recommandations est la garantie de réaliser des gains énergétiques et financiers > S’informer sur les Certificats d’Économies d’Énergie (CEE) pour une éventuelle aide au financement Le guide complet “Transformateurs de Distribution et Économies d’Énergie” est téléchargeable gratuitement sur www.ademe.fr/médiathèque (réf. 6808) L IEN UTILE Pour plus de détails, retrouvez le guide complet « Transformateur de distribution et économies d’énergie », téléchargeable gratuitement sur : www.ademe.fr/médiathèque (réf. 6808) ADEME 20, avenue du Grésillé BP 90406 l 49004 Angers Cedex 01 Conception et réalisation À SAVOIR 01 44 85 42 22 - référence 7230 Juin 2012 - Impression certifiée sur papier P E F C / 0 4 - 3 1 - 0640 Cette synthèse fournit les principales notions à connaître et les actions à mener. Entreprises SYNTHÈSE LE TRANSFORMATEUR : décryptage BIEN UTILISER : les bonnes pratiques énergétiques QUELS SONT LES ENJEUX ? BONNE PRATIQUE 1 Chiffres clés dans l’ Union Européenne 4,7 millions de transformateurs en fonctionnement et 40 TWh de pertes par an, 140 000 nouvelles installations et remplacement par an, soit environ 3 % du parc existant. Chiffre clé en France un gisement technique d’économies d’énergie de l’ordre de 1 TWh dans l’industrie. Les transformateurs de distribution sont principalement utilisés par les distributeurs d’énergie, mais aussi par l’industrie et le secteur tertiaire. LES PERTES DES TRANSFORMATEURS Les transformateurs de distribution sont des éléments essentiels du réseau de distribution d’électricité. Ils assurent le passage d’une tension primaire (20 000 V par exemple) à une tension secondaire (410 V à vide par exemple). Le rendement des transformateurs est en général très élevé, supérieur à 98 %, et l’ensemble des pertes peut paraître relativement modeste comparé à sa puissance nominale. Cependant, ils fonctionnent 24 h/24 h ce qui engendre des coûts d’exploitation non négligeables. Une utilisation non optimisée accentue ces pertes. Les pertes des transformateurs sont principalement : • les pertes à vide, effectives dès la mise sous tension du transformateur, • les pertes dues à la charge, effectives quand le transformateur est en fonctionnement, en veillant bien à intégrer les harmoniques de courant (redresseurs, salles informatiques, etc.) et la puissance réactive. À SAVOIR Dans le cadre de la directive européenne Eco-Design - relative à l’amélioration des performances environnementales et énergétiques, sur le cycle de vie, des équipements consommant de l’énergie - des travaux sont en cours de préparation sur les transformateurs de distribution. www.ecotransformer.org UTILISER LES TRANSFORMATEURS AVEC UNE CHARGE RAISONNABLE Le rendement d’un transformateur dépend de son taux de charge. Utiliser le transformateur à une charge raisonnable, comprise entre 40 et 60 % de sa charge. Si la charge est supérieure à 75 %, il faut reconsidérer la puissance du transformateur et envisager une augmentation de sa puissance. A l’inverse, si la charge est inférieure à 40 %, il faut reconsidérer la puissance du transformateur et envisager une réduction de sa puissance. À SAVOIR Les transformateurs ont des caractéristiques thermiques identiques quelque soient leurs niveaux de pertes et quelque soit leur puissance. L’échauffement est uniquement lié à la charge et aux conditions environnementales d’exploitation. BIEN CHOISIR : raisonner en coût global CRITÈRE DE CHOIX 1 LES TRANSFORMATEURS À PERTES RÉDUITES Il existe des normes qui classent par catégorie les niveaux de pertes à vide et de pertes dues à la charge des transformateurs. Par exemple, pour les transformateurs de type immergés dans un diélectrique liquide d’une puissance comprise entre 50 et 2 500 kVA, de tension primaire inférieure à 24 kV, la norme EN 50464-1 définit les niveaux des pertes. + PERFORMANCE Pertes dues à la charge Pertes à vide Ak Bk Ck Dk A0 B0 C0 D0 Les transformateurs à pertes à vide réduites sont aussi les plus silencieux, c’est également un paramètre de choix à prendre en compte CRITÈRE DE CHOIX 2 S’INFORMER ET ESTIMER LE COÛT GLOBAL Pour estimer le coût global d’un transformateur, il faut se baser à la fois sur le coût d’achat, qui varie selon les performances mais aussi sur le coût de fonctionnement qui dépend des niveaux des pertes, de l’évolution de la charge, du prix de l’énergie. À SAVOIR Les Certificats d’Économies d’Énergie (CEE) : un moyen de financement ? Le dispositif de CEE repose sur une obligation d’économies d’énergie imposée aux fournisseurs d’énergie. Ces entreprises, « obligées », doivent soutenir ou accompagner des investissements ou actions d’économies d’énergie chez les consommateurs. Les fournisseurs d’énergie sont en capacité de soutenir ou d’aider l’achat d’équipements (dont le transformateur à pertes réduites), figurant entre autres dans la liste des opérations standardisées, par des maîtres d’ouvrage (entreprises industrielles ou tertiaire, collectivités). Concrètement, cette aide se négocie en amont de l’investissement, directement auprès des fournisseurs d’énergie ou, parfois, auprès des fabricants d’équipements www.ademe.fr/médiathèque (réf. 7161). BONNE PRATIQUE 2 RÉDUIRE LES COURANTS HARMONIQUES ET LA PUISSANCE RÉACTIVE Une attention particulière doit être portée à la nature des charges du transformateur : • Le rendement d’un transformateur dépend également du facteur de puissance. La compensation réactive (batterie de condensateur) permet de limiter la puissance réactive consommée. • Les courants harmoniques engendrent des pertes dues à la charge supplémentaire. Une fois identifiés, il est possible de les réduire in situ via différents types de filtres. Il est nécessaire de réduire les courants harmoniques et la puissance réactive pour limiter les pertes supplémentaires des transformateurs. BIEN ENTRETENIR : une garantie d’économies à court comme à long terme MESURE À PRENDRE Un transformateur, exploité dans des conditions normales, a une durée de vie moyenne de 20 à 30 ans. Une maintenance régulière permet de s’assurer d’une disponibilité des transformateurs. Aussi un plan de maintenance annuel doit être mis en place et respecté, pour éviter des surcoûts et le vieillissement prématuré des transformateurs. À SAVOIR En cas de réparation d’un transformateur, il faut comparer le coût de sa réparation à celui d’un transformateur neuf à pertes réduites. MAINTENANCE ACTIONS CLEFS ACTIONS Réaliser un nettoyage général, des traversées et connexions Vérifier le serrage des câbles et jeux de barre Contrôler visuellement l’absence de fuites Vérifier (si existant) le niveau de liquide diélectrique S’assurer du bon fonctionnement des protections Vérifier la ventilation du transformateur Suivre le profil de charge sur une période de consommation pertinente en mesurant les courants et tensions
