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Forme complète de l'OLTC en électricité

OLTC représente le changeur de prises sous tension. Bien que cela puisse suffire comme information pour une question, l'abréviation ne se présentera normalement pas seule. Au lieu de cela, vous la trouverez dans la fiche technique du transformateur, la spécification de l'appel d'offres ou le devis du fournisseur. Ainsi, au lieu de demander ce que cela signifie, il est préférable de s'interroger sur le fonctionnement de cet appareil, sur sa nécessité et son prix possible.

Ainsi, examinons l'ensemble du problème en détail : interprétation du terme, ce qui se passe à l'intérieur du réservoir, cas d'application de l'OLTC, comment l'OLTC diffère des changeurs de prises utilisés dans la majorité des transformateurs de distribution standard, quels chiffres ils représentent, et les principaux producteurs des dispositifs également.

Un OLTC est un changeur de prises sous tension, qui est un mécanisme qui fonctionne en changeant la position de prise d'un transformateur tout en étant encore en service. Un OLTC est un aspect important d'un transformateur car il l'aide à maintenir sa tension pendant que le transformateur fonctionne. D'autre part, un transformateur classique utilise un OCTC, qui est un type de changeur de prises où les ajustements ne peuvent pas être effectués à moins que le transformateur soit éteint. Un OLTC peut augmenter le prix du transformateur d'environ 10-30 %. Le coût de l'OLTC varie de 3 000 à 30 000, selon la classe de tension et le type, y compris les transformateurs de distribution qui coûtent environ 2 000 à 8 000 et les transformateurs de transmission qui coûtent environ 15 000 à 60 000. L'entreprise européenne Maschinenfabrik Reinhausen (MR) est le principal fabricant dans ce domaine, aux côtés d'entreprises comme Hitachi Energy, Siemens Energy, ABB, etc.

Forme complète de l'OLTC en électricité

Ce que signifie OLTC, mot par mot

Les trois mots de la description doivent être compris littéralement, ce qui signifie que le nom complet est plus qu'une simple question de trivia.

  • Sous tension signifie que le transformateur ne s'éteint pas et continue à fournir des charges pendant que le changement de prise se produit. Pas de coupure, pas de déconnexion, pas besoin d'envoyer une équipe sur le site. C'est le principal objectif de l'appareil et la raison pour laquelle il coûte ce qu'il coûte.
  • Prise fait référence à la connexion effectuée sur l'enroulement haute tension. Le changement de prise permet de modifier le nombre de tours dans le circuit, ce qui affectera le rapport de transformation et, par conséquent, la tension de sortie. L'idée est similaire à celle des liaisons de prises fixes sur un transformateur de distribution ordinaire, la seule différence étant qu'un OLTC est conçu pour permettre un changement rapide pendant le flux de courant.
  • Changeur est l'unité où toutes les pièces du mécanisme sont situées : l'unité de motorisation, l'arbre vertical, l'interrupteur de sélection et les dérivateurs, ainsi que le cubicle de contrôle pour régler le processus de changement de prise. Les conceptions modernes s'appuient souvent sur l'utilisation du dérivateur avec des interrupteurs à vide au lieu des contacts immergés dans l'huile, ce qui est responsable des récentes améliorations de prix et de maintenance.

Vous rencontrerez souvent le terme “ dispositif de changement de prise sous charge ” ou “ équipement de changement de prise sous charge ”, “ transformateur OLTC ” utilisé comme synonyme pour le transformateur équipé d'un tel dispositif. Cela signifie la même chose. Dans les anciens documents britanniques et du Commonwealth, il est souvent écrit “ changeur de prise sous charge ”, et en Amérique du Nord, il est parfois désigné par LTC (changeur de prise sous charge).

Ce que fait physiquement un OLTC à l'intérieur d'un transformateur

Le contrôleur surveille la tension secondaire et lorsqu'elle sort d'une bande morte — par exemple, si elle s'écarte de plus de 1.25% de la tension requise — il déclenche le moteur. L'interrupteur de dérivation fonctionne, un bref flux de courant à travers un certain résistor ou réacteur de transition a lieu, et le sélecteur de prise se déplace vers une autre prise. Le dérivateur s'accroche à sa nouvelle position.

La raison de l'impédance de transition est l'ensemble du problème d'ingénierie. On ne peut pas simplement ouvrir la prise sous charge, donc le dérivateur crée un pont contrôlé momentané avec l'aide du résistor ou du réacteur qui permet au courant de passer.

Le reste de l'installation est composé du sélecteur de prise qui est le dispositif de faire avant de rompre qui ne transporte pas de courant lui-même ; moteur, engrenages ; indicateur de position et interrupteurs de limite, ainsi qu'un système de contrôle automatique, qui connecte tous les autres dispositifs au relais de tension, SCADA et commandes à distance.

L'OLTC ordinaire sur le transformateur de puissance fonctionne avec environ 8 +/– 1.25 %, ainsi il a 17 numéros de position et un degré d'ajustement de tension d'environ +/- 10 %. Cependant, d'autres configurations peuvent également être réalisées, telles que 9 avec +/- 1.67 % ou 16 avec +/- 0.625 %. Le prix dépend à la fois de la taille de la procédure de pas, car cela impacte les conducteurs utilisés ainsi que de la vue du transformateur de prise qui doit être connectée à l'élément de commutation.

Où se situe l'OLTC dans la famille des transformateurs

Nous devons clarifier le positionnement du dispositif mentionné, car le terme “ transformateur OLTC ” est ambigu.

Le terme OLTC ne fait pas référence à un type de transformateur mais plutôt à un dispositif qui est attaché aux transformateurs et peut être trouvé dans les transformateurs de puissance, les grands transformateurs de sous-station, les transformateurs redresseurs et les transformateurs à décalage de phase. Il ne sera pas intégré dans un petit transformateur de poteau ou un transformateur à sec simplement parce qu'il ne serait pas économiquement viable d'installer l'OLTC sur de tels transformateurs.

Le principe général est que plus le transformateur est grand et plus la charge varie, plus l'OLTC est justifié. Un transformateur de 40 MVA connecté à une sous-station où la charge varie de 30% à 100% serait une utilisation appropriée d'un OLTC, mais un transformateur de 1 000 kVA fournissant de l'énergie à une installation où la consommation d'énergie est constante n'aurait pas besoin de l'OLTC.

Si vous voulez une vue d'ensemble de la façon dont ces unités sont classées — par fonction, par refroidissement, par application — cette taxonomie est présentée dans cet aperçu de comment les transformateurs de puissance sont classés et ce que chaque type fait dans le réseau, et c’est un cadre utile avant de faire des achats pour un spécifique.

OLTC vs. OCTC vs. DETC

OLTC vs. OCTC vs. DETC : Qu'est-ce qui est réellement différent

C'est ici que la plupart des confusions résident, et cela vaut la peine d'avoir un tableau.

Dispositif Forme complète Opéré Où vous le verrez
OLTC Changeur de prise sous charge Pendant qu'il est sous tension et sous charge, automatiquement ou à distance Transformateurs de puissance, transformateurs de transmission et grands transformateurs de sous-station
OCTC Changeur de prise hors circuit Seulement avec le transformateur déconnecté Transformateurs de distribution, unités montées sur poteau, la plupart des transformateurs à sec
DETC Changeur de prise hors tension Seulement avec le transformateur déconnecté Le même matériel qu'un OCTC ; DETC est le terme nord-américain

OCTC et DETC sont similaires bien que la différence entre ceux-ci et OLTC soit loin d'être simple. L'intuition derrière un OCTC est qu'il se compose uniquement d'interrupteurs qui ne modifient leur position que lorsque le système est d'abord allumé ou lorsqu'il y a un changement saisonnier du profil de tension. L'appareil doit donc être éteint et arrêté en toute sécurité au préalable.

En revanche, un OLTC effectue cette opération en continu. Il réagit aux changements de tension en quelques secondes. Le système de contrôle peut être soit assez simple, consistant uniquement en un régulateur de tension avec un délai, soit plus complexe, adaptatif, prenant en compte le facteur de puissance, le courant circulant des transformateurs connectés en parallèle ou les signaux SCADA du système de contrôle.

L'aspect pratique de cette différence est l'aspect conception. Parce que l'OCTC est à peine modifié et jamais sous charge opérationnelle, il n'y a pas besoin de caractéristiques telles que l'impédance de transition, le contrôle d'arc ou l'entraînement moteur.

Les principaux types d'OLTC

Tous les changeurs de prises sous charge ne sont pas les mêmes, il est donc important d'être conscient des différences lors de leur sélection ou de leur remplacement.

  • Type résistor. L'interrupteur de dérivation se connecte à travers un résistor de transition pour le processus de commutation. Rapide, compact, et le design le plus populaire en Europe et en Asie pour la distribution et la transmission.
  • Type réactance. Utilise un autotransformateur comme mesure préventive. Il était dominant sur le marché américain dans le passé mais est plus lent et peut gérer des courants élevés sans pertes causées par la commutation. Encore fréquemment utilisé dans des applications plus anciennes et plus grandes.
  • Dérivation isolée par huile. L'interrupteur de dérivation fonctionne dans son propre compartiment d'huile. C'est une ancienne technologie, fiable, mais l'huile doit être remplacée périodiquement après chaque opération en raison de la dégradation.
  • Déviateur à vide. Les interrupteurs à vide scellés effectuent le processus de transfert de courant. Il offre une protection contre les ruptures de courant car il se déroule sans huile, offrant ainsi des périodes opérationnelles plus longues mais à un prix légèrement plus élevé. Il est largement utilisé de nos jours dans les prix de gros.
  • Technologie en réservoir vs. compartiment séparé. La technologie en réservoir partage l'huile avec le transformateur, tandis que le compartiment séparé maintient l'huile du déviateur en isolement pour prévenir la contamination. Pour les transformateurs fortement chargés, une mise en œuvre séparée doit être choisie malgré des coûts plus élevés.
  • Inversion vs. grossier/fin. Le mécanisme d'inversion a un design plus petit et peut fournir une large gamme de changements de prises dans une section ; tandis que la mise en œuvre grossière/fin offre une plus large gamme mais nécessite plus d'enroulements.

Le choix du bon modèle doit dépendre de sa fréquence de fonctionnement, du courant de coupure requis et de la disponibilité d'accès à la maintenance. Il y a un traitement plus long des compromis dans ce guide de sélection des changeurs de prises de transformateur si vous êtes à l'étape de comparer des configurations spécifiques plutôt que de simplement comprendre les catégories.

Où les transformateurs OLTC sont utilisés

Le contrôle de la tension est requis en permanence.

  • Sous-stations de transmission où la haute tension (220 ou 110 kV) est convertie en basse tension afin de fournir de l'électricité à une charge en constante évolution.
  • Longs feeders ruraux où la chute de tension est importante et la demande varie selon la saison ou le régime d'irrigation.
  • Stations de transformation pour la génération renouvelable puisque la production des centrales solaires et éoliennes fluctue beaucoup plus rapidement que celle des charges traditionnelles, donc la tension doit être maintenue dans des limites étroites.
  • Transformateurs de traction et ferroviaires en raison de la variation constante de la charge pendant le mouvement des trains.
  • Transformateurs à arc électrique et à redresseur puisque de grandes fluctuations de charge de courant se produisent tout le temps et entraînent un besoin continu d'ajustement de la tension.
  • Transformateurs à décalage de phase où les paramètres électriques sont gérés à l'aide de transformateurs avec des prises changeantes.

Un exemple de fabrication clarifiera cette question beaucoup mieux. Une unité comme celle-ci SZ11 31,500 kVA 35/10.5 kV transformateur régulateur de tension immergé dans l'huile est construit spécifiquement pour le cas où une alimentation entrante de 35 kV doit fournir une tension stable de 10,5 kV à un réseau de distribution dont la charge varie tout au long de la journée. C'est une application OLTC en un composant et une phrase.

Quel est le coût d'un OLTC

Le prix varie considérablement parmi divers fabricants en termes de puissance, de classe de tension et de courant, mais le cadre général des coûts reste suffisamment stable pour effectuer des évaluations.

Article Plage typique (USD) Remarques
OCTC / DETC (hors circuit) $500–$3,000 La référence. Pas de moteur, pas d'impédance de transition
OLTC de niveau distribution (≤33 kV) $2,000–$8,000 Déviateur isolé par huile, typiquement 9 à 17 positions
OLTC de niveau transmission (≥110 kV) $15,000–$60,000 Les types à vide se situent à l'extrémité supérieure
Type résistor ou à vide, milieu de gamme $6,000–$35,000 Principalement déterminé par la puissance nominale et le nombre de pas
OLTC en tant que part du prix du transformateur +10–30% Comparé à +2–5% pour un OCTC
Augmentation de l'OLTC sur un transformateur de 10 MVA $10,000–$25,000 Dépend fortement de savoir si le dérivateur est à vide ou à huile

Le premier point à discuter concernant le tableau est que le coût du changeur n'est pas entièrement inclus dans le prix d'un transformateur OLTC. En plus du changeur, un transformateur OLTC doit être équipé d'un enroulement de prise, de ses connexions, d'un moteur avec une unité de contrôle, etc., donc si nous évaluons l'écart en termes de prix par kVA, il est observé que l'OLTC par rapport au transformateur OCTC coûte beaucoup plus cher.

Le lubrifiant ou l'huile pour la lanterne à huile ne doit pas être considéré comme un élément sans importance car il nécessite des vérifications fréquentes de l'huile et parfois son remplacement. Ainsi, pour chaque 50,000 à 100,000 opérations, il doit être remplacé tous les trois ou cinq ans (selon la charge). Le type de transformateurs à vide prolonge cet intervalle, c'est pourquoi ils permettent d'atteindre des économies de coûts sur leur durée de vie.

Pour donner un exemple des coûts, les transformateurs OLTC d'une capacité de 20 MVA et d'une tension de 110 kV coûtent généralement entre 430,000 et 700,000 EUR chez les principaux fabricants européens, en dessous de 450,000 EUR chez Schneider, et en dessous de 320,000 EUR chez les fabricants chinois.

Marques et fabricants de transformateurs OLTC à connaître

Marques et fabricants à connaître

Il existe deux catégories très distinctes de producteurs, et leurs clients doivent généralement décider laquelle choisir.

Spécialistes. La société Maschinenfabrik Reinhausen est considérée comme le leader du marché de l'ensemble de l'industrie. Si, dans l'appel d'offres, la spécification indique “OLTC par MR ou équivalent”, cela signifie quel produit exact est prévu. Le portefeuille de produits de ce fabricant comprend tout, des produits à dérivateur à huile conçus pour la tension de distribution aux dispositifs à vide adaptés aux classes de tension les plus élevées, et leurs appareils sont largement imités. De plus, Reinhausen est engagé dans la licence et la fourniture de transformateurs à d'autres fabricants, c'est pourquoi vous pouvez trouver des changeurs de taxe de ce fabricant parmi les transformateurs proposés sous diverses étiquettes.

Producteurs intégrés. Des entreprises comme Hitachi Energy, Siemens Energy et Alstom fabriquent des transformateurs et fournissent des dispositifs de changement de prise en un seul package. Hitachi Energy est particulièrement bien connu pour cela. Cette expérience lui permet de produire des transformateurs avec des dispositifs de changement de prise qui composent la liste des produits proposés. Quel est l'avantage clé de cette approche ? C'est le fournisseur unique qui est responsable de la garantie unique — un avantage crucial pour le projet avec une grande incertitude liée aux interfaces.

Fabricants chinois et régionaux. En raison de leur prix attractif, TBEA, Subin et certaines autres entreprises ont réussi à produire des transformateurs OLTC. En raison de leur accessibilité, ces transformateurs peuvent être appliqués dans divers projets réalisés à travers l'Asie du Sud-Est, l'Afrique, le Moyen-Orient et l'Amérique latine. La concurrence est devenue plus féroce en ce qui concerne les transformateurs de moyenne tension, tandis que les spécialistes bien établis conservent toujours l'avantage concurrentiel dans les produits de haute tension et le réseau de services.

La considération principale lors de votre décision devrait être l'endroit où les transformateurs seront livrés et entretenus. Les entreprises qui disposent d'infrastructures bien développées et de personnel compétent pour la maintenance optent généralement pour des produits fabriqués par des spécialistes. Les entrepreneurs généraux travaillant sur des projets soumis à des contraintes de temps préfèrent généralement acheter des produits intégrés. Quoi qu'il en soit, l'exercice de comparaison des marques est le même que celui que vous effectueriez pour tout achat de transformateur, et les cadres dans ce guide d'achat pour les transformateurs immergés dans l'huile avec des recommandations de marques s'appliquent directement aux unités équipées d'OLTC.

Comment spécifier un sans regrets

Si vous développez une spécification, les paramètres suivants détermineront si vous obtiendrez un appareil pratique ou simplement un ornement coûteux :

  • Plage de régulation de tension et taille de pas. Commencez par considérer combien la tension d'alimentation va fluctuer. Une variation avec une plage de précision de 10% et une fluctuation d'environ 1.25% est ce qui est nécessaire dans la majorité des cas. Les connexions de transmission et renouvelables peuvent nécessiter une précision plus élevée ou une plage plus large.
  • Nombre d'opérations par an. Ce nombre déterminera s'il faut choisir l'huile ou le vide, et s'il faut utiliser une installation en réservoir ou un compartiment séparé. Si un transformateur est évalué pour 300 000 opérations mais qu'il est prévu de fonctionner 20 cycles par jour, cela signifiera un entretien régulier.
  • Courant de passage à travers le dérivateur. La régulation de tension concerne la rupture de la charge de courant et non seulement la tension. En ce qui concerne cette question, le surdimensionnement est peu coûteux par rapport au remplacement des contacts, car cela coûte beaucoup moins cher.
  • Philosophie de contrôle. Aurez-vous une régulation de tension autonome avec une zone morte et un délai de temps ou un contrôle coordonné avec des transformateurs parallèles et SCADA ? Ce dernier nécessite de s'assurer que les cubicles de contrôle dans les deux variantes fonctionnent correctement et que les équipements de commutation régulent le courant efficacement.
  • Fonctionnement parallèle. Pour faire fonctionner deux transformateurs en parallèle, il est nécessaire de faire fonctionner les deux à la même position de prise, d'où la nécessité d'un contrôle maître-esclave ou de contrôler le courant circulant à l'avance.
  • Accès à la maintenance. Avoir un réservoir séparé peut être plus coûteux mais permet un service du dérivateur sans vidanger le réservoir principal. Sur un site éloigné, cela pourrait être le seul facteur décisif.
  • Preuve de conformité aux normes. Vous devez vérifier les documents conformes à la norme IEC 60214-1. Ne vous contentez pas de copies de certificats et demandez des données sur le test de type.

Il y a une explication plus détaillée de ces choix dans ce guide sur comment sélectionner le changeur de prise sous tension pour un transformateur principal, y compris comment la taille de pas interagit avec l'enroulement de prise et comment la classe de service opérationnelle doit être adaptée au projet. Si vous spécifiez pour la première fois, commencez par là plutôt qu'avec la liste de prix.

FAQ

Qu'est-ce que l'OLTC et l'OCTC ?

L'OLTC signifie Changeur de Prise Sous Tension, tandis que l'OCTC signifie Changeur de Prise Hors Circuit. La différence entre les deux est que l'OLTC fonctionne lorsque le transformateur est sous tension et en fonctionnement ; il utilise un entraînement motorisé, un commutateur de sélection et un commutateur de dérivation qui fonctionne sous résistance de transition, ce qui garantit que le courant n'est pas interrompu. Un OCTC ne peut fonctionner que lorsque le transformateur est éteint et en sécurité ; ainsi, il fonctionnera en utilisant le lien qui est établi lors de la mise en service. L'OLTC est installé dans des transformateurs qui assurent le contrôle continu de la tension dans le système ; tandis que l'OCTC est installé dans des transformateurs de distribution car il est plus rentable.

Quels sont les types d'OLTC ?

La première distinction concerne la méthode de commutation d'un état à un autre avec l'utilisation de résistances de transition dans le cas du type à résistance, qui est couramment utilisé en Europe, en Asie, et du type hybride utilisant un autotransformateur. De plus, la division est basée sur le milieu de commutation et donc sur les systèmes de commutation isolés par huile avec les contacts de commutation situés dans l'huile et prenant soin de celle-ci, tandis qu'il existe le type à vide dans lequel la commutation est effectuée en utilisant des interruptions à vide enfermées et aucune maintenance de routine n'est nécessaire. En termes de construction, les systèmes sont divisés en unités soit dans le réservoir, soit en compartiments séparés, et selon la conception, il peut y avoir des prises linéaires, inversées et grossières/fines.

Quelle est la différence entre RTCC et OLTC ?

L'OLTC est l'appareil de commutation réel et le RTCC représente la couche de contrôles qui lui indique quoi faire. Le RTCC ou Contrôle de Changeur de Prise à Distance (également connu sous le nom de Contrôleur de Changeur de Prise à Distance) est un relais électronique ou un contrôleur qui reçoit la tension secondaire, la compare avec la valeur souhaitée et la bande morte, applique un délai sur l'opération afin d'ignorer les baisses de tension temporaires, et produit des commandes de “hausse” ou “baisse” pour l'ensemble moteur. Certains RTCC effectuent l'opération de coordination des transformateurs en parallèle, la compensation de chute de ligne ainsi que la communication SCADA. Ainsi, le RTCC n'est pas une alternative à l'OLTC — c'est l'unité qui fournit la fonction automatique de l'OLTC. Vous pouvez utiliser l'OLTC sans un RTCC sophistiqué — un simple relais de tension suffira, mais il est impossible d'avoir un fonctionnement automatique sans les deux dispositifs.

Que signifie OLTC ?

Le Changeur de Prise Sous Charge est désigné par OLTC. En ingénierie électrique, le terme “sous charge” souligne que l'équipement fonctionne pendant que le transformateur est sous tension et transmet du courant. Cela diffère du terme “hors circuit” ou “désénergisé” puisque ces termes indiquent que le transformateur doit d'abord être éteint et isolé des autres composants. Le changeur de prise est l'équipement utilisé pour sélectionner le point de connexion de l'enroulement. Il change le point de connexion afin de modifier le nombre de tours, ce qui permet également de modifier la tension. Par conséquent, l'OLTC se traduit par “un dispositif qui effectue des changements de prises pendant que le transformateur est sous charge.” L'acronyme équivalent utilisé en Amérique du Nord est LTC (changeur de prise sous charge).

Un OLTC peut-il être rétrofité à un transformateur existant ?

Dans un sens technique, la modernisation est possible, mais pour une application pratique, cela n'a pas vraiment de sens. La modernisation peut être décrite comme une opération impliquant l'ouverture du réservoir pour remplacer le fil et isoler les connexions, installer un moteur d'entraînement et un compartiment séparé pour relancer le circuit de contrôle. De plus, les coûts impliqués dans la modernisation peuvent dépasser une grande partie du prix d'un transformateur de même puissance et cela signifie également renoncer à tous les états de fait concernant les tests de type en usine. Dans les situations où le contrôle de la tension pendant l'opération est vraiment nécessaire mais que le transformateur ne peut fournir que l'OCTC, certaines des options incluent l'installation d'un régulateur séparé, l'utilisation d'un transformateur de renforcement ou le remplacement du transformateur par un nouveau à la fin de sa durée de vie technique.

Références

Conclusion

OLTC désigne le Changeur de Prises Sous Tension. Si le lecteur ne se souvient que d'une phrase de ce texte, cela devrait être celle-ci : c'est le dispositif qui permet à un transformateur de corriger automatiquement sa tension de sortie pendant que le courant circule encore ; c'est une caractéristique exceptionnelle par rapport aux simples liaisons de prises d'un transformateur de distribution standard.

Les faits pratiques à garder à l'esprit lors d'un dialogue sur les spécifications sont les suivants : attendez-vous à avoir ±8 jusqu'à ±16 étapes avec un pas compris entre 0,625% et 1,67% ; le prix du changeur varierait entre $3,000 et $30,000 et ferait augmenter le coût du transformateur d'environ 10%-30% ; attendez-vous à voir que, tandis que les dérivateurs isolés à l'huile nécessiteraient un entretien tous les quelques années, ceux à vide serviraient beaucoup plus longtemps ; la norme à laquelle vous devriez vous conformer devrait être IEC 60214-1 ; et le nom de MR Reinhausen sera toujours utilisé comme référence.

La question de savoir si vous avez besoin ou non d'un OLTC se résume à une question. La tension au point d'alimentation fluctue-t-elle suffisamment et souvent pour que vous ne puissiez pas la réguler par d'autres moyens ? Dans le cas où le profil de charge est stable et que l'alimentation est stable, il est préférable d'utiliser un OCTC et de dépenser de l'argent ailleurs.