Modélisation thermique des transformateurs de puissance de type cuirassé

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Auteur(s):  Otuszewski, Fabrice
Date de soutenance : 1993
Éditeur(s) : Université Lille1 - Sciences et Technologies 

Langue : Français
Directeur(s) de thèse :  Schoorens, Henry
Classification : Sciences de l'ingénieur
Discipline : Génie électrique
Mots-clés : Transformateur cuirassé
Transformateurs électriques -- Propriétés thermiques
Thermocinétique
Chaleur -- Convection
Générateurs électriques -- Enroulements

Résumé : Les travaux de cette étude concernent les transformateurs de puissance de type cuirassé. L'objectif est de caractériser thermiquement l'appareil afin d'optimiser son dimensionnement. Dans un premier temps, le comportement thermique du transformateur est analysé, en particulier les phénomènes de conduction et de convection, dans une géométrie qui est complexe en raison des contraintes électromécaniques. Puis, un modèle analytique de calcul des températures moyennes et maximales des éléments caractéristiques de l'appareil est proposé. Les équations du modèle sont basées sur les lois de la thermique et de la mécanique des fluides. Les paramètres sont calculés par des méthodes analytiques, ou par le recours à l'analyse dimensionnelle, comme dans le cas du transfert thermique entre les galettes constituant les enroulements, et l'huile de refroidissement. Ensuite, une maquette expérimentale, mise au point dans le cadre de l'étude, est exploitée. Ceci conduit, en particulier, à l'amélioration de la précision du calcul de l'échange convectif entre les galettes et l'huile, et rend fiable le calcul d'un des principaux paramètres du modèle. La dernière étape utilise des méthodes de résolution numérique des équations de la thermique et de la mécanique des fluides, pour calculer les températures des points chauds des galettes, dans différentes configurations géométriques. Le paramétrage de la géométrie permet d'intégrer les résultats numériques au modèle analytique. L'ensemble des résultats analytiques, expérimentaux et numériques aboutissent à une caractérisation thermique précise du transformateur.



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