Calculateur de pertes de transformateur

Utilisez les pertes à vide et les pertes en charge au courant nominal indiquées dans le rapport d’essai du transformateur. Déplacez le point de charge pour voir l’effet du carré du courant et le point où les deux pertes sont égales.

Puissance électrique et courant Mis à jour Gratuit, sans inscription

Pertes à vide1 340Pertes en charge au courant nominal12 500
0%100%Pertes (W)
Taux de charge du transformateur0Pertes totales1 340
À vide : 1 340 WEn charge : 0 W

Les deux composantes des pertes sont égales à 32,74 % de charge. À facteur de puissance positif fixe, ce point correspond au rendement maximal du modèle.

Vérifier le courant du transformateur

Données d’essai du fabricant
kVA
W

Pertes dépendant de la charge uniquement, et non pertes totales à pleine charge.

W
Point de fonctionnement
%
h
devise/kWh

Pertes totales du transformateur

1 340W

0 % de 1 000 kVA, avec un facteur de puissance de 0,9.

Rendement à cette charge
0%
Énergie perdue sur les heures saisies
11 738 kWh
Coût de l’énergie perdue
2 348 unités monétaires

Pertes calculées à tension, fréquence et température de référence constantes. Les harmoniques, les auxiliaires de refroidissement et la variation de température ne sont pas modélisés. Si la charge varie, calculez chaque période séparément.

Méthode de calcul
  1. Pertes totales = pertes à vide + pertes en charge nominales × fraction de charge²=1 340 + 12 500 × (0 ÷ 100)²=1 340 W
  2. Énergie perdue = puissance des pertes × heures sous tension ÷ 1 000=1 340 × 8 760 ÷ 1000=11 738 kWh

Les 1 340 W de pertes à vide et les 0 W de pertes en charge donnent 1 340 W au total.

Conseil : Si la charge varie, calculez l’énergie perdue pour chaque intervalle, puis additionnez-la. Élever la charge moyenne au carré sous-estime généralement les pertes.

Distinguer les deux composantes des pertes

Un transformateur sous tension consomme de la puissance même lorsque son secondaire n’alimente aucune charge. Ses pertes à vide restent approximativement constantes à la tension et à la fréquence nominales, tandis que ses pertes en charge augmentent approximativement comme le carré du courant.

Utilisez les pertes indiquées dans le rapport d’essai du transformateur à sa température de référence. La courbe interactive montre l’effet du taux de charge sur les pertes totales et le rendement. Elle ne justifie ni une surcharge ni une certification réglementaire du rendement.

Pertes à vide

P₀ = pertes à vide mesurées par le fabricant

Ces pertes persistent tant que le transformateur est sous tension, même lorsque la puissance utile est nulle. Elles ne sont pas multipliées par le taux de charge. Les périodes hors tension sont exclues des heures sous tension saisies.

Pertes en charge

Pk = pertes en charge nominales × fraction de charge²

Saisissez les pertes dépendant de la charge mesurées au courant nominal, et non les pertes totales à pleine charge. Le modèle suppose une température de référence constante et n’estime pas les pertes dues aux harmoniques ou au refroidissement auxiliaire.

Rendement

Rendement = puissance utile en kW / (puissance utile en kW + pertes en kW)

La puissance active utile dépend du taux de charge en kVA et du facteur de puissance. Une même charge en courant produit les mêmes pertes dans ce modèle pour différents facteurs de puissance, mais la puissance active utile change.

Énergie sur une période

Énergie perdue = pertes en W × heures / 1 000

Si la charge varie, calculez chaque période et additionnez les résultats. Passer la moitié du temps à vide et l’autre moitié à pleine charge produit plus de pertes en charge qu’une charge constante de 50 %. Le carré d’une moyenne masque cet écart.

Exemples : Pertes de transformateur

Exemple du fabricant à mi-charge

L’exemple de calcul de Schneider Electric utilise 1 340 W de pertes à vide et 12 500 W de pertes en charge nominales. À 50 % de charge, la composante dépendant de la charge vaut 3 125 W, soit 4 465 W de pertes totales. Avec un facteur de puissance de 0,9, la puissance utile est de 450 kW et le rendement d’environ 99,018 %. Sur 8 760 heures à cette charge constante, les pertes atteignent 39 113,4 kWh.

Pertes totales du transformateur 4 465 W Ouvrir dans le calculateur

Sous tension sans puissance utile

Les pertes en charge deviennent nulles, mais les 1 340 W de pertes à vide persistent. Sur 8 760 heures, cela représente 11 738,4 kWh. Il ne s’agit pas des pertes d’un transformateur déconnecté et mis hors tension.

Pertes totales du transformateur 1 340 W Ouvrir dans le calculateur

Questions sur Pertes de transformateur

Puis-je saisir les pertes totales à pleine charge dans le champ des pertes en charge ?

Non. Si le rapport ne donne que les pertes combinées, soustrayez d’abord les pertes à vide. Sinon, le calculateur compte deux fois ces dernières.

Pourquoi le rendement maximal se situe-t-il près de l’égalité entre pertes à vide et pertes en charge ?

À facteur de puissance fixe et avec ces coefficients de perte constants, la dérivation donne un maximum lorsque les deux composantes des pertes sont égales. La température réelle, les harmoniques et les charges auxiliaires peuvent déplacer l’optimum de fonctionnement.

Puis-je saisir le taux de charge annuel moyen ?

Seulement si une approximation à charge constante vous convient. Si le profil varie, additionnez les pertes calculées pour ses intervalles distincts. La moyenne des carrés du courant est généralement supérieure au carré du courant moyen.

Ce calcul établit-il l’échauffement du transformateur ?

Non. Les pertes en watts constituent une source de chaleur, mais l’échauffement dépend aussi du refroidissement, de l’enveloppe, des conditions ambiantes et des constantes de temps thermiques. Utilisez les données thermiques du fabricant pour cette évaluation.

Limites de ce résultat

  • Suppose une tension et une fréquence nominales, un courant sinusoïdal et la température de référence du rapport d’essai. La variation de résistance avec la température, les harmoniques et les auxiliaires de refroidissement sont exclus.
  • Les pertes de l’exemple proviennent d’un calcul du fabricant ; elles ne décrivent pas tous les transformateurs de 1 000 kVA. Utilisez votre propre rapport d’essai.
  • Toutes les heures saisies correspondent à la charge choisie, transformateur sous tension. Dans ce modèle, les heures hors tension ne produisent pas de pertes à vide. Le tarif est exprimé dans la devise de votre choix, sans taxes ni frais fixes.

Guides associés

Sources

  1. Transformer heat loss at percentage loads (s’ouvre dans un nouvel onglet) Schneider Electric, FA132857, updated October 2024
  2. Obtaining transformer loss-test data (s’ouvre dans un nouvel onglet) Schneider Electric, FA100136, updated October 2024