Remplacement d'un transformateur industriel

Bonjour à tous ,
Etant étudiant dans le génie électrique , il m'a été demandé de réaliser une etude sur le remplacement d'un transformateur de 4MVA, le hic cest que jai commencé à faire les recherches pour un transfo de cette meme catégorie mais je trouve aucun transfo de cette gamme ,cest pourquoi je viens solliciter votre aide ,je nage complètement et malheureusement le temps passe ....
cordialement

Bonsoir,

Un transformateur de 4 MVA ... c'est un peu juste comme information. Il nous faudrait un peu plus de détail si vous souhaitez de l'aide.

effectivement ,je m'en excuse , alors pour ce qui est des informations on a :

- fréquence 50Hz
- puissance nominale 4000/3000 kVA
- Tension nominale 3200V MV
- Courant nominal MV 722/541 A
- Tension nominale 160/120/90 V
- Courant nominal 14 440/19 250 A

- Niveau d'isolation IT MV 60 - AC 20 kV
LV AC 8 kV

Tres cordialement .

Bonjour,
Il s'agit de ce que la CEI définit comme un "transfo de moyenne puissance".
A ce niveau, les dispositions constructives sont assez bien définies, en revanche les caractéristiques électriques doivent être adaptées aux contraintes de chaque site/usage. Entendez par là qu'il ne s'agit plus de matériels "disponibles sur catalogue", encore moins sur étagère.
La seule solution si vous désirez obtenir des caractéristiques précises est de consulter des fabricants, voir ce qu'ils proposent et demander la modification des caractéristiques qui ne vous conviennent pas.

D'après ce que vous indiquez, l'usage de ce transfo est spécifique: transfo de four, de redresseur, de soudage etc Tous ces usages nécessitent des caractéristiques adaptées qu'il convient de mentionner dans votre demande de renseignements (à ce stade, on ne peut parler d'appel d'offres, car cela nécessite justement une définition précise).
Que signifie par ex "puissance nominale" 4000/3000 kVA? S'agit-il d'une puissance de pointe/puissance continue, ou d'une puissance différente en fonction du niveau de tension?
Y a-t-il des exigences au niveau de la tension de court-circuit, du réglage de tension?
Le transfo doit-il résister à de violents appels de courant (four à arc, soudage...), voire à de fréquents court-circuits? Il faudra renforcer sa tenue aux efforts électrodynamiques...
Voilà quelques réflexions d'un ancien commercial dans le domaine de la distribution d'énergie.
Cordialement
PS les niveaux d'isolation paraissent standard. Il manque les tolérances de tension, de cos phi...

Bonjour candela , merci beaucoup pour ces points , je vais demander à mon supérieur ces renseignements .
Pour ce qui est de l'utilisation , il s'agit bien d'un transfo de four à arc avec gros appels de courant .
Pour ce qui est de la protection , on a en amont on a un disjoncteur ,et un sectionneur motorisé et on a aussi un sectionneur de terre .

encore merci .

re ,
pour la puissance 4000/3000 kva , il s'agit de la puissance apparente , pour le primaire et secondaire , donc 4000*10^3=U1 x I1 x racine de 3 et pareil pour le 3000 KVa.
Pour la résistance ,oui il doit resister a des violents appels de courant car c'est un four a arc ,et a chaque amorçage on a des courts-circuits.
Pour la tolérance de tension on est a plus ou moins 2.5% pour cette utilisation.
cordialement.

Bonsoir,

Comme Candela la précisé, nous sommes loin d'un transformateur classique, disponible en catalogue.
Il faut déjà dans un premier temps bien préciser ce que l'on vous demande ; "une etude sur le remplacement d'un transformateur" c'est un peu vague. S'agit-il d'un remplacement à l'identique ?
est ce que l'on vous demande de modifier cette installation par la même occasion (rénovation, mise en conformité, ...) ?
Déjà faites un état de lieu du transformateur existant ; son raccordement sur l'installation, son emplacement, son environnement, ses protections, .... ses caractéristiques électriques ? Les avez vous bien comprises ?
Une fois tout cela établit, vous pourrez alors établir un cahier des charges des caractéristiques de votre nouvelle installation et du transformateur recherché. Sans cela, difficile de consulter des fournisseurs ...

C'est un plan d'organisation très succinct que je vous propose, il nécessitera d'être détaillé.

Bonjour thierry01,
oui effectivement je me suis aperçu en cherchant sur internet   .
Oui en faite il s'agit de chercher un transformateur de la même gamme pour les cas de rechange à l'identique .
En faite , l’étude est de chercher un transfo qui est les même caractéristiques que l'actuel ,qui servira de rechange ou de secours.
oui effectivement , je vous avoue que je suis largement plus theorique que pratique et je m'excuse de certaines questions qui peuvent paraître simpliste que je pose.
Et le cahier de charges est une excellente idée ,merci beaucoup, par contre avez vous des pistes pour le cahier des charges que vous me conseillerez svp?

tres cordialement.

Bonjour

Il me semble impensable, surtout pour un étudiant de réaliser un cahier des charges pour déboucher sur la fabrication d'un transformateur pour ce type d'utilisation.
et cela pour servir de rechange ..... ( donc supposé remplacement "plug to plug" ..)
En plus des caractéristiques dimensionnelles, il faudrait connaître les contraintes imposées par la charge , tant en variation qu'en exigence de caractéristiques .

par exemple : "des violents court-circuits" ...encore faut-il pouvoir les caractériser ... avec leur incidence sur les protections amont .....

Si c'est- pour servir de rechange, (car au début tu parlais de remplacement) , t'est-tu adressé à son fabriquant ( cf plaque et référence) , ou au fabriquant du four ..... ?

Cordialement

Momo, bonjour.

Pour vous aider dans votre démarche, vous trouverez en pièce jointe l'un de mes CCTP (j'ai supprimé de celui-ci toutes les références de mon anciennes entreprise)  relatif à la construction d'un transformateur bi tension Primaire et  secondaire.

Ce document pourrait un document de base vous permettant de rédiger votre CCTP.

Bonne lecture.

Cordialement.

http://cjoint.com/?DDyn3KwNZwK

Bonjour,
Les fabricants savent très bien ce qu'il faut proposer, le problème est de leur fournir les éléments "locaux" qu'ils ne peuvent pas connaître:
-Scc amont
-mode(s) de réglage (uniquement mécanique, ou réglage de la tension en amont)
-type de charge, durée de fusion, valeur de l'appel de courant. Puisque l'installation est existante, des relevés au moyen d'un enregistreur, voire même d'un perturbographe, seraient précieux. Car l'appel de courant dépend entre autres de la nature des charges, de la façon dont elles sont mises en place, de la façon dont les opérateurs pilotent la fusion. Et il y a aussi la cadence des coulées, la durée...

J'attire votre attention sur un problème que j'ai bien connu...de l'autre côté de la barrière.
J'ai parlé plus haut de la notion d'appareil "sur étagère". Dans ce cas, il y a un usage qui définit bien un genre d'appareil (4MVA est une "petite" puissance dans ce cas  et à ce niveau les schémas ne sont pas légion), mais l'étude portera sur l'adaptation justement aux contraintes précises du site. Les études pour créer un appareil spécifique sont longues et coûteuses (plusieurs dizaines d'heures de calcul au BE), donc le constructeur qui disposera dans ses cartons de l'étude d'un appareil de caractéristiques proches bénéficiera d'un avantage concurrentiel important. Et comme il y a un transfo en place, qui ne doit pas être antédiluvien (ces appareils s'usent vite), son fabricant a tout ce qu'il faut.... conséquence probable: sachant cela, les concurrents ne se bousculent pas pour répondre, et ils sont relativement peu nombreux car ce genre d'appareil nécessite de solides compétences.
Pour éviter ces écueils, il faudra savoir discerner dans les caractéristiques de l'appareil existant ce qui est incontournable et ce qui ne l'est pas, afin de ne pas trop "fermer" la consultation. Un concurrent peut disposer d'une technique particulière et intéressante, il ne faut pas lui interdire de répondre par une clause malencontreuse.
Un bel os à ronger pour un novice!
Cordialement

Bonjour,

L'extrait du CCTP que j'ai mis en ligne répond à un besoin spécifique, c'est le principe même de la rédaction d'un cahier des charges. La demande (CCTP ci-dessus) n'est pas une demande fermée, elle répond à un besoin spécifique. Le fournisseur n'est pas sensé connaître toutes les caractéristiques de l'installation concernée. Certaines évolutions des sites industriels à 5, 10, 15 ans sont dans la tête des concepteurs et non pas dans celles de ceux qui conseillent monts et merveilles. Mes CCTP ont toujours été rédigés dans ce sens et je n'ai jamais bougé d'un iota.

Je n'ai jamais accepté de la part d'un fournisseur qu'il guide ma conduite, d'où le CCTP et le fournisseur exécute, s'il ne peut pas faire, il se retire.
Toutes les versions nommées "Variantes" de la part des fournisseurs étaient classées verticalement. Ceci était inscrit dans le CCTG.

Ceci est mon point de vue. Beaucoup de fournisseurs ne souriaient pas en voyant arriver sur leurs tables mes CCTP.

J'ai souvent franchi les deux côtés de la barrière car de nombreux fournisseurs me sollicitaient. J'ai fait de nombreux déplacements sur leur site industriels pour les guider sur les réalisations que je souhaitait et ce n'était pas la fête.  

Ceci nous éloigne du sujet de notre jeune ami.
Qu'il commence à  rédiger le CCTP en s'inspirant de l'existant.

Bonne fin de journée

Bonsoir,

Je ne rajouterai rien à ce qui a été dit sur le cahier des charges indispensable à rédiger dans ce cas. J'insiste seulement auprès de notre ami sur la réalisation d'un état de lieu de l'installation existante. l'avez vous bien comprise ? Sans cela, il vous sera difficile de caractériser votre nouvel équipement et surtout d'analyser le bien fondé des offres qui vous seront faites.

Re,

electron libre a écrit:

Le fournisseur n'est pas sensé connaître toutes les caractéristiques de l'installation concernée.
 

Re,
Le CCTP donné en exemple concerne un transformateur de distribution, modèle parfaitement défini par des normes extrêmement précises, laissant très peu de place à l'improvisation. Par exemple, un transfo 1000kVA actuel n'est pas conforme si sa tension de court-circuit n'est pas de 6% (CEI 60076).
Pour un transfo associé à un process comme un transfo de four, a moins d'être un vrai spécialiste (donc dans un BE orienté sidérurgie), je vois mal comment rédiger un cahier des charges sans l'aide des constructeurs qui eux maîtrisent bien la question.
Il ne s'agit pas de "dicter sa conduite" au client, mais de lui proposer le matériel le plus adapté à son besoin, celui qui lui donnera satisfaction pendant longtemps. Autant que je sache, celui qui signe le chèque a toujours le dernier mot.
Le rédacteur d'un cahier des charges qui tient à mettre un "barrage" entre le site et les fournisseurs prend le risque, qui est loin d'être négligeable, de devoir assumer les conséquences d'erreurs ou d'omissions qu'il aurait pu commettre. S'il y a coopération, le constructeur devient responsable des caractéristiques qu'il aura lui-même déterminées. En cas de litige, la différence n'est pas mince.
La plaque du transfo existant mentionne ses caractéristiques électriques je dirais "normalisées". Elle est totalement muette en ce que concerne sa constitution interne, et la façon dont il est "armé" contre les efforts électrodynamiques. c'est là que les informations sur le "process" prennent toute leur importance.
J'ai toujours privilégié le dialogue et le conseil avec mes clients, ce qui correspondait d'ailleurs à la "culture d'entreprise" de mon employeur. Il m'est arrivé de faire faire de belles économies à des clients, au détriment du "chiffre" ; je ne me souviens pas que l'un d'eux s'en soit plaint.... Moi pas car mes interlocuteurs m'en savaient gré et avaient tendance à en redemander.

Cordialement

Bonjour,

je tiens à vous remercier pour l'aide que vous m'accordez .
Je prends bien note des informations et vous en remercie.
Et pour répondre à la question qui m'est adressé ,en faite le but est compris je pense   mais apres comme je vous ai dit auparavant , le souci est que j'ai bien compris le sujet mais le manque que j'ai se situe au niveau des différentes caractéristiques de la fabrication d'un transformateur de cette envergure , car si j'ai bien compris (et n’hésitez pas à me corriger), la piste serai de comprendre comment s'est fait avant de demander un transformateur avec les même caractéristiques.
mais la question que je vous pose est quelles caractéristiques est capital de savoir en terme de sécurité,physiques, électriques, électrodynamiques, mécaniques pour pouvoir monter un bon cahier des charges .
Cordialement.

Bonjour,

momo58 a écrit:

mais la question que je vous pose est quelles caractéristiques est capital de savoir en terme de sécurité,physiques, électriques, électrodynamiques, mécaniques pour pouvoir monter un bon cahier des charges .
Cordialement.

Du point de vue sécurité, les dispositions constructives ne sont pas différentes de celles d'un "transformateur de moyenne puissance". Si vous disposez de documents concernant de tels appareils, vous pouvez vous en inspirer et y ajouter les éléments spécifiques.
Les différences:
-courants élevés
-fortes variations de tension entre la phase d'amorçage-très grande instabilité et efforts electrodynamiques élevés-et la phase de fusion puis d'affinage.
-faible tension de court-circuit, afin de ne pas avoir trop de pertes dans la chaîne qui comporte souvent un autotransfo de réglage et un transfo d'alimentation, puis desz câbles relativements longs du transfo aux électrodes
-des appels de courant très variables(cf ci-dessus efforts electrodynamiques)
-des surtensions dues aux fréquentes ruptures d'arc pendant la fusion
Dans les renseignement à fournir par le CCTP, il doit y avoir un schéma général indiquant le mode d'alimentation et de réglage de la tension*, et, autant que possible (comme indiqué plus haut) le mode d'utilisation du four (assez simple à relever puisqu'il existe). Cela permettra au constructeur de définir un facteur de marche, un corant de court-circuit, une fréquence de quasi court-circuit et d'extinction d'arc.
Ne pas oublier la température ambiante moyenne annuelle et journalière (je serais surpris que ce soit 20°C!)...
Et , conseil personnel, laissez la possibilité aux constructeurs de proposer des variantes; Celles qu'ils estimeront judicieuses.
Cordialement
* il est probable que vous deviez reproduire le mode de réglage existant

Bonsoir M. Candela.

Le CCTP [Document inclus dans le CCTG (Cahier des Clauses Techniques Générales) dont je ne vous ai pas donné le contenu] joint à l’un de mes commentaires était donné à titre indicatif. Merci de vos remarques, mais ce n’était pas l’objet de la question, rien de tel pour embrouiller notre jeune ami. Il s’agissait simplement d’un canevas pour l’aider à construire son cahier des charges.
Puisque vous avez abordé le sujet du transformateur de 1000kVA objet de ce CCTP, je me permets de vous apporter une réponse précise, effet je possède maintenant en mains tous les éléments.
Ce CCTP a été rédigé par mes soins dans les années 80 (1983). Le transformateur objet de CCTP était destiné à une application particulière d’un site industriel chimique classé SEVESO 2 (avec toutes les contraintes connues pour ce genre de site. Le prix passe parfois au second plan) et non pas à un réseau de distribution publique. Ce transformateur n’est pas un transformateur standard comme le montre la fiche d’essais établie par le fournisseur que vient me faire parvenir l’un de mes anciens collaborateurs, car comme vous le savez, je ne suis plus en activité depuis déjà quelques années et puis, je ne suis parti avec les archives du site.
Le choix de ce transformateur a été fait comme suit :
1- Remplacement de deux transformateurs (HTA/BTA) par un transformateur unique à débit simultané : 3x410V et 3x237V avec prévision par la suite d’abandonner le 237V donc de tout basculer ensuite sur le 410V au fur et à mesure de la modernisation des unités du site.
2- Puissance conservée au primaire et au secondaire.
3- Prise en compte de la présence entre autre d’un moteur asynchrone triphasé de 160kW à rotor bobiné (démarrage rotorique en 3 temps par élimination de résistances)
4- La double tension au primaire (15/20kV) a été prévue pour envisager le passage du réseau privé en 20kV. Le site industriel est alimenté par son propre poste source 90/15V de 40MVA. Il y avait alors plusieurs schémas mais ce n’est pas l’objet, mes successeurs prendront alors les initiatives qui leur incombent pour faire évoluer le réseau en fonction des contraintes du distributeur.
5- Les essais de routine exécutés en ma présence sur le site de construction ont donné lieu à la fiche d’essais dont j’ai évoqué l’existence ci-dessus, La tension de court-circuit est sensiblement égale à 5,5% (conforme au CCTP)
6- Ce transformateur était également prévu d’être installé sur une « estacade » à l’air libre dans un enclos grillagé, l’atmosphère était nocive eu égard au agents chimiques et un environnant d’air salin,  j’avais donc prévu un traitement en peinture particulier en ce qui concerne la cuverie.
7- … /…
8- Prise en compte des normes internes (semblables à des normes UTE – vrai également pour tous les corps de métier des sites) rédigées par les responsables techniques électricité des sites du groupe industriel auquel j’ai appartenu, les assureurs étaient présents à chacune de nos réunions de travail pour valider nos travaux.
Comme vous venez de le voir, ce transformateur n’est pas un transformateur standard.
Les relations entre le rédacteur du CCTP, le service commercial et l’usine ont toujours été très étroites pour la réussite de ce projet. Le suivi de la construction, réception à mi-construction et finale avant livraison ont été également un autre élément de la réussite de ce projet. Compte tenu de la période d’arrêt technique du site, les pénalités de retard étaient relativement élevées.
La qualité des tôles du circuit magnétique, du bobinage ont été un élément retenu afin de réaliser le maximum de gain sur l’énergie électrique consommée. Sauf arrêt technique, l’unité fonctionne 24h/24h à « 70% du plein régime ». Une réserve de 30% était aussi une contrainte imposée pour permettre les évolutions successives connues des seuls gestionnaires du site.
Le prix final n’est pas nécessairement l’élément de choix. Les économies d’énergie que l’on peut réaliser sur l’exploitation d’un équipement quel qu’il soit sur une période (10, 20 ans ou 30 ans pour un transformateur) à fait souvent pencher la balance. Cela faisait également parti de mes missions. Tout remplacement ou amélioration (incluant coût de l’énergie, maintenance, etc.) apportée faisait l’objet d’une étude détaillée préalable, présentée aux chefs de service et service achat [négociation finale avec les fournisseurs suite à l’accord des services techniques qui établissent un comparatif extrêmement rigoureux des offres (cela peut aller jusqu’à la dimension des boulons)] avant acceptation des dépenses.
Tout ceci pour dire que le droit à l’erreur n’était jamais permis, je n’en dirais pas plus.

Bonne fin de journée.

http://cjoint.com/?DDzsyMOSDCo

Bonjour "electron libre",
Si vous relisez ce que j'ai écrit, vous constaterez que je n'ai pas parlé, concernant votre CCTP, d'un transfo "standard":

Candela a écrit:

Le CCTP donné en exemple concerne un transformateur de distribution, modèle parfaitement défini par des normes extrêmement précises, laissant très peu de place à l'improvisation.

Je maintiens intégralement ces termes, à savoir:
-il s'agit bien d'un "transformateur de Distribution" et non pas d'un "transformateur de Distribution publique. Ce terme est défini par la CEI et on le retrouve dans votre CCTP (intitulé NFC 52-112) et dans le PV d'essais du constructeur. Il y a toujours eu de petites différences entre les deux en France (spécifications Edf HN...). Les transfos de distribution publique s'arrêtent à 1000 KVA, sur certaines puissances les Ucc sont plus faibles, de même que les pertes. Elles se sont amenuisées au cours des années, au début des années 80 les transfos DP avaient très souvent des pertes inférieures à ceux destinés à l'industrie.
Les transformateurs de distribution actuels vont de 50 à 2500 kVA
-les particularités mentionnées (bi-tension, puissance conservée) étaient déjà normalisées à l'époque, et se trouvaient toutes codifiées et tarifées chez les constructeurs présents sur le marché français. Seule la peinture était une spécification particulière. On peut simplement dire que certaines options de bi-tension secondaire proposées alors ont disparu, comme le couplage par barettes et le couplage étoile-triangle. Mais indiquer "B1-B2" puissance conservée" était suffisant pour obtenir la même fabrication chez tous les constructeurs: cela implique un appareil avec 7 bornes sorties et un enroulement à sortie intermédiaire, le secondaire étant assimilable à un autotransfo.

Il me semblait quand même utile de préciser que le CCTP proposé était assez éloigné du point de vue des caractéristiques électriques et "mécaniques" d'un transfo de four.

Cordialement

Bonsoir,

Je tiens à m'excuser personnellement auprès de notre ami Momo pour la dérive prise par son sujet malgré tout ce j'ai dire, je n'irai pas plus loin.

Momo pour vous aider dans votre démarche en espérant qu'il n'est pas trop tard pour la rédaction de votre CCTP. J'ai encore fouillé dans mes archives personnelles et j'ai fini par mettre la main sur ma norme Cadre NFC 52 100 (1970) Certes cette norme à été révisée, mais dans le fond "l'annexe A" jointe n'a pas dû subir de grandes modifications. Vous pouvez vous en inspirer. voir également avec les spécialistes qui vous encadrent dans ce travail.

N'hésitez pas à demander de l'aide.

Cordialement.

http://cjoint.com/?DDAugkGk9QX

Momo, bonjour.

Dans le document transmis précédemment vous pouvez lire au point 6 :

"6. Transformateur du. type sec ou immergé.. Dans ce dernier cas, indiquer s'il s'agit d'huile
minérale ou d'askarel"

J'attire votre attention sur le fait que "l'ASKAREL" nom générique d'une huile de synthèse que vous connaissez peut être sous le nom commercial "PYRALENE" (produit fabriqué par Rhône Poulenc) est maintenant interdit à la vente. Suite aux délais imposés par l'administration pour le remplacement et la destruction, nous ne devrions plus trouver de tels transformateurs sur le marché.

Le sujet est très sensible "pollution froide, pollution chaude" vous jugerez peut-être s'il est nécessaire d'ouvrir un nouveau sujet.

Cordialement.

Tout d'abord bonjour,
et merci du fond du coeur pour vos conseils très pertinents , et messages qui m'aident beaucoup à comprendre la "structure" du cahier des charges .
Pour ce qui est du delai du cahier des charges ,le retour doit être mis au point au plus tard lundi 6 mai.

Bonjour,
j'ai une question concernant le cahier des charges ,est ce que le faite d'imposer trop de normes ne reculerai pas justement les probables fournisseur ?
Cordialement.

Bonsoir,

Tout constructeur sérieux est tenu de respecter des normes dans la construction d'un équipements électriques ou la mise en œuvre d'une installation ... si votre référentiel est juste et adapté, il devrait justement trier les meilleurs candidats des moins bons.