Refroidissement de transformateur ONAN vs ONAF — code de refroidissement IEC expliqué

Guide technique

Refroidissement ONAN vs ONAF des transformateurs

ONAN repose sur la convection naturelle de l'huile et le mouvement naturel de l'air — pas de ventilateurs, pas de pièces mobiles. ONAF ajoute des ventilateurs aux radiateurs, augmentant la dissipation thermique et permettant une puissance nominale plus élevée à partir du même réservoir. Le bon choix dépend de la température ambiante, du profil de charge et des contraintes du site.

Code de refroidissement IEC — Signification de chaque lettre

La norme IEC 60076-2 définit le refroidissement des transformateurs à l'aide d'un code à quatre lettres. Chaque position de lettre a une signification spécifique :

Position Signification Options de lettres
1st Type de fluide de refroidissement interne O = huile minérale · L = liquide à faible inflammabilité · K = synthétique ignifuge · G = gaz
2nd Circulation du fluide de refroidissement interne N = convection naturelle · F = circulation forcée (pompe) · D = forcée dirigée (huile guidée vers les enroulements)
3rd Type de fluide de refroidissement externe A = air · W = eau
4th Circulation du fluide de refroidissement externe N = naturelle (pas de ventilateurs) · F = forcée (ventilateurs ou pompes)

Exemples de décodage : ONAN = huile naturelle / air naturelle (pas de ventilateurs). ONAF = huile naturelle / air forcée (ventilateurs sur radiateurs). OFAF = huile forcée / air forcée (pompe + ventilateurs). ODAF = huile forcée dirigée / air forcée (huile pompée directement vers les enroulements).

ONAN — Convection naturelle, pas de pièces mobiles

Dans le refroidissement ONAN, la chaleur générée dans les enroulements et le noyau est transférée à l'huile environnante. L'huile chaude monte par flottabilité, circule à travers les radiateurs externes, se refroidit par flux d'air naturel et retourne au réservoir. Pas de ventilateurs, pas de pompes.

Fonctionnement silencieux

Pas de ventilateurs signifie zéro bruit mécanique. Préféré près des zones résidentielles, des hôpitaux ou des sites sensibles au bruit.

Aucune alimentation auxiliaire

Le refroidissement est entièrement passif — aucune alimentation électrique pour les ventilateurs requise, aucun mode de défaillance des ventilateurs.

Maintenance la plus faible

Pas de pièces mobiles dans le système de refroidissement. L'entretien se limite à la surveillance de l'état de l'huile.

Fiabilité éprouvée

ONAN est la classe de refroidissement la plus largement déployée pour les transformateurs de distribution dans le monde.

ONAF — Refroidissement par air forcé, puissance nominale plus élevée dans le même réservoir

Les transformateurs ONAF utilisent des ventilateurs montés sur les radiateurs pour forcer la circulation de l'air à travers les surfaces de refroidissement. Cela augmente le taux d'évacuation de la chaleur de l'huile, permettant au même réservoir et à la même partie active de fonctionner à une puissance nominale plus élevée — ou de maintenir leur pleine puissance à des températures ambiantes plus élevées.

Puissance nominale plus élevée en kVA / MVA

Un transformateur classé ONAN/ONAF peut supporter, par exemple, 100 % en ONAN et 125 % en ONAF — les ventilateurs ajoutent une marge thermique.

Empreinte plus compacte

Pour une puissance nominale donnée en kVA, une unité ONAF peut utiliser un réservoir plus petit qu'en ONAN — utile dans les sous-stations contraintes.

Bruit des ventilateurs

Les ventilateurs produisent un bruit mécanique et aérodynamique. Les niveaux de bruit doivent être vérifiés par rapport aux exigences du site.

Entretien des ventilateurs

Les moteurs et les roulements des ventilateurs nécessitent une inspection périodique et un remplacement éventuel — généralement tous les 5 à 10 ans.

Quand ONAN est suffisant

  • Puissances nominales jusqu'à environ 10 MVA dans les climats modérés
  • Température ambiante ≤ 40 °C (référence standard IEC) ou ≤ 35 °C en moyenne mensuelle
  • Altitude du site ≤ 1000 m (altitude de référence standard IEC)
  • Espace disponible pour la taille complète du réservoir ONAN
  • Installation sensible au bruit où les ventilateurs doivent être évités
  • Sites éloignés où l'entretien des moteurs de ventilateurs est difficile

Quand ONAF est nécessaire

  • Température ambiante constamment supérieure à 40 °C — le transformateur doit être déclassé ou ONAF spécifié pour maintenir la pleine puissance
  • Empreinte de sous-station contrainte où un réservoir ONAF plus petit est plus pratique qu'une unité ONAN plus grande
  • Facteur de charge élevé et marge de surdimensionnement du transformateur limitée
  • Double puissance requise : fonctionner en ONAN sous charge normale, activer les ventilateurs pour les périodes de pointe de charge
  • Puissances nominales plus élevées en MVA (au-dessus de 10–15 MVA) où ONAN seul ne peut pas évacuer la chaleur assez rapidement

Climats à haute température ambiante — Moyen-Orient, Afrique, Asie du Sud-Est

La norme IEC 60076-2 évalue les transformateurs à une température ambiante maximale de 40 °C et une moyenne annuelle de 20 °C. De nombreux sites au Moyen-Orient, en Afrique subsaharienne et en Asie du Sud-Est dépassent régulièrement ces limites, avec des températures ambiantes atteignant 45–50 °C pendant les mois d'été.

À une température ambiante de 50 °C, un transformateur ONAN conçu pour 40 °C doit être déclassé (généralement de 1 à 1,5 % par °C au-dessus de la température ambiante nominale, selon la conception). Les alternatives sont : (1) surdimensionner l'unité ONAN, (2) spécifier ONAF pour maintenir la puissance nominale via un refroidissement forcé, ou (3) spécifier un transformateur explicitement conçu pour la température ambiante plus élevée. Indiquez toujours la température ambiante maximale et la température moyenne annuelle dans votre spécification.

Tableau comparatif des modes de refroidissement

Mode Caloporteur Circulation Ventilateurs Plage typique Coût relatif Bruit Maintenance
ONAN Huile minérale Naturelle Non ≤ 10 MVA Le plus bas Silencieux Le plus bas — seulement vérifications d'huile
ONAF Huile minérale Naturelle Oui 1–63 MVA Faible à moyen Faible à moyen Entretien du moteur/roulement du ventilateur
OFAF Huile minérale Forcée (pompe) Oui 10–300 MVA Plus élevé Moyen Entretien des ventilateurs + pompe à huile
AN / AF Air (type sec) Naturelle / forcée Optionnel ≤ 2,5 MVA typique Moyen à élevé Faible à moyen Inspection des enroulements ; pas d'huile

AN = refroidissement naturel par air de type sec (pas d'huile). AF = type sec avec air forcé (ventilateurs). La norme IEC 60726 régit les transformateurs de type sec.

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Référence rapide

ONAN
Huile naturelle, air naturel — refroidissement passif, sans ventilateurs
ONAF
Huile naturelle, air forcé — ventilateurs sur radiateurs
OFAF
Huile forcée, air forcé — pompe + ventilateurs
ODAF
Huile forcée dirigée, air forcé — huile guidée vers les enroulements
AN
Type sec, air naturel — sans huile, sans ventilateurs
AF
Type sec, air forcé — ventilateurs ajoutés

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