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TRANSFORMATEUR DE DISTRIBUTION
ET ÉCONOMIES D’ÉNERGIE
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.
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 Ef cient Distribution Transformers).
Cette synthèse fournit les principales notions à
connaître et les actions à mener.
Le guide complet “Transformateurs de Distribution
et Économies d’Énergie” est téléchargeable
gratuitement sur www.ademe.fr/médiathèque
(réf. 6808)
Entreprises
>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.
> Utiliser correctement son transformateur :
• utiliser le transformateur à une charge raison-
nable comprise entre 40 et 75 % de sa puissance
nominale,
• réduire les courants harmoniques et la puissance
réactive.
> 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.
> Suivre ces recommandations est la
garantie de réaliser des gains énergétiques
et  nanciers
> S’informer sur les Certi cats d’Économies
d’Énergie (CEE) pour une éventuelle aide
au  nancement
LES BONNES PRATIQUES
EN MATIÈRE DE TRANSFORMATEUR
À SAVOIR
Pour plus de détails, retrouvez le guide complet « Transformateur
de distribution et économies d’énergie »,
téléchargeable gratuitement sur :
www.ademe.fr/médiathèque (réf. 6808)
LIEN UTILE
À SAVOIR
À SAVOIR
ADEME
20, avenue du Grésillé
BP 90406 l 49004 Angers Cedex 01
Conception et réalisation 01 44 85 42 22 - référence 7230 Juin 2012 - Impression certifi ée sur papier
Bien les choisir
les utiliser et les entretenir,
c’est l’assurance
d’économies d’énergies
SYNTHÈSE
Conception et réalisation 01 44 85 42 22 - référence 7230 Juin 2012 - Impression certifi ée sur papier
PEFC/04-31-0
64
0

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.
LES PERTES DES TRANSFORMATEURS
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.
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 identifi és, il est possible de les
réduire in situ via différents types de fi ltres.
Il est nécessaire de réduire les courants harmoniques et la
puissance réactive pour limiter les pertes supplémentaires des
transformateurs.
BONNE PRATIQUE 1
BONNE PRATIQUE 2
LE TRANSFORMATEUR : décryptage BIEN UTILISER : les bonnes
pratiques énergétiques
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.
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.
Le rendement d’un transformateur dépend de son taux de charge.
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.
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 identifi és, il est possible de les
réduire in situ via différents types de fi ltres.
Il est nécessaire de réduire les courants harmoniques et la
puissance réactive pour limiter les pertes supplémentaires des
transformateurs.
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 infé-
rieure à 24 kV, la norme EN 50464-1 défi nit les niveaux des pertes.
Les transformateurs à pertes à vide réduites
sont aussi les plus silencieux, c’est également
un paramètre de choix à prendre en compte
+ PERFORMANCE -
Pertes dues
à la charge AkBkCkDk
Pertes
à vide A0B0C0D0
BIEN CHOISIR : raisonner en coût global
QUELS SONT LES ENJEUX ?
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 Certi cats d’Économies d’Énergie
(CEE) : un moyen de  nancement ?
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),
fi gurant entre autres dans la liste des opé-
rations standardisées, par des maîtres d’ou-
vrage (entreprises industrielles ou tertiaire,
collectivités). Concrètement, cette aide se
négocie en amont de l’investissement, direc-
tement auprès des fournisseurs d’énergie ou,
parfois, auprès des fabricants d’équipements
www.ademe.fr/médiathèque (réf. 7161).
les bonnes
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.
Les transformateurs ont des caractéristiques thermiques
Les transformateurs ont des caractéristiques thermiques
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
Vérifi er le serrage des câbles et jeux de barre
Contrôler visuellement l’absence de fuites
Vérifi er (si existant) le niveau de liquide diélectrique
S’assurer du bon fonctionnement des protections
Vérifi er la ventilation du transformateur
Suivre le profi l de charge sur une période de
consommation pertinente en mesurant les courants
et tensions
À SAVOIR
À SAVOIR
À SAVOIR
Dans le cadre de la directive européenne
Eco-Design - relative à l’amélioration des
performances environnementales et éner-
gétiques, sur le cycle de vie, des équipe-
ments consommant de l’énergie - des tra-
vaux sont en cours de préparation sur les
transformateurs de distribution.
www.ecotransformer.org
À SAVOIR