Le séminaire sur les transformateurs à haute charge et à économie d'énergie verte s'est tenu avec succès à Shanghai

Le séminaire « Transformateurs à haute charge et à économie d'énergie verte 2025 : défis de conception, solutions innovantes et tendances futures », organisé conjointement par l'International Copper Association et le groupe Changtai, s'est tenu avec succès à l'hôtel Jinjiang de Shanghai. L'événement, qui s'est déroulé le 12 décembre 2025, était centré sur les dernières avancées technologiques dans le domaine des transformateurs.

Cette conférence, organisée par l'International Copper Association, a réuni des experts provenant des bureaux d’alimentation électrique, des associations professionnelles, des universités renommées, des instituts de conception et d’entreprises connexes. Les échanges ont porté sur plusieurs aspects clés, notamment le cadre politique des initiatives vertes et à faible émission de carbone, la faisabilité technique des transformateurs verts (à forte surcharge), leurs scénarios d’application ainsi que leurs bénéfices socio-économiques, et l’établissement des normes correspondantes.

1. Contexte politique

Le « Plan d'action du Conseil des affaires d'État pour le développement vert et à faible intensité carbone de l'industrie manufacturière (2025-2027) » met l'accent sur l'accélération de l'innovation technologique verte et la promotion des technologies vertes avancées. Le rapport sur les travaux gouvernementaux de mars 2023 a introduit un système de gestion de l'empreinte carbone, tandis que le mécanisme d'achats verts du Réseau électrique national (2023) définit explicitement les critères de sélection des équipements en fonction des concepts de développement vert, à faible intensité carbone et respectueux de l'environnement. Ces politiques offrent des opportunités et des défis sans précédent pour le développement des transformateurs verts. En tant que matériau isolant principal des transformateurs secs à air libre, les matériaux composites polymères polyimides présentent des performances exceptionnelles : résistance aux hautes et basses températures, résistance à la corrosion, résistance au brouillard salin, résistance aux radiations, excellente réaction au feu et classe d'isolement élevée (supérieure à la classe H). Ce matériau incarne les principes du développement vert et à faible intensité carbone. Plutôt que d'encourager un fonctionnement prolongé en surcharge, il améliore la conception des transformateurs afin qu'ils puissent supporter des pics de charge à court terme, cycliques ou d'urgence, permettant ainsi aux utilisateurs de choisir, lors de l'investissement initial, des puissances plus économiques. Cette approche réduit les coûts d'acquisition des équipements pour les utilisateurs, tout en minimisant les investissements redondants dans le réseau électrique et en améliorant l'efficacité globale de l'utilisation des ressources.

2. La faisabilité technique des transformateurs verts (à forte surcharge)

Afin d’assurer une capacité de forte surcharge sûre et fiable, les avancées techniques sont principalement réalisées selon trois axes, dont chacun produits présente ses propres caractéristiques spécifiques.
Axe 1 : Optimisation de la structure du noyau du transformateur. Remplacement des noyaux feuilletés plats par des noyaux enroulés en trois dimensions : cette conception réduit considérablement les pertes à vide grâce à un circuit magnétique optimisé et à une masse de noyau plus faible, permettant ainsi des économies d’énergie substantielles.
Axe 2 : Innovation des matériaux d’isolation. Les transformateurs secs à type ouvert utilisent désormais des composites polymères de polyimide au lieu de la résine époxy traditionnelle pour l'isolation. La résistance élevée de ce matériau aux températures élevées, associée à sa configuration en bobines en forme de disque, améliore considérablement la capacité de surcharge, permettant un fonctionnement toute l'année à 130 % de surcharge sans activation des ventilateurs. En outre, les transformateurs secs moulés en caoutchouc silicone, qui utilisent des matériaux élastiques avancés tels que le caoutchouc silicone comme isolation principale, présentent une tolérance supérieure aux surcharges à court terme et une sécurité opérationnelle accrue à long terme, grâce à leur excellente résistance à la chaleur, à leur caractère ignifuge et à leur recyclabilité écologique.
Chemin 3 : Innovation dans l’huile isolante pour transformateurs. Les transformateurs utilisant des esters naturels (huiles végétales) comme alternative aux huiles minérales traditionnelles peuvent fonctionner en toute sécurité à des élévations de température plus élevées, en raison de leurs points d’inflammation plus élevés et d’une meilleure compatibilité avec les matériaux isolants, ce qui prolonge la durée autorisée de surcharge.

3. Scénarios d’application et avantages socioéconomiques

Le séminaire a examiné en profondeur le potentiel d’application des transformateurs verts (à forte charge) dans plusieurs secteurs.
Secteur Industriel : Prenons comme exemple les systèmes d’alimentation électrique des aciéries : lorsqu’un transformateur tombe en panne, un autre doit immédiatement reprendre l’intégralité de la charge.
Secteur municipal : Les usines de traitement des eaux et les installations d’assainissement connaissent fréquemment des pics de charge à court terme lors du démarrage automatique des moteurs, du fonctionnement à pleine charge pendant la saison des pluies ou dans les scénarios d’alimentation électrique unique.
Secteur de la construction navale et des grandes prises électriques côtières : La construction navale ainsi que les grandes installations de prises électriques côtières rencontrent fréquemment des fluctuations de charge et des défis liés à l’adéquation des capacités. Tous ces scénarios exigent des transformateurs dotés d’une capacité de surcharge à court terme.
Secteur du bâtiment civil : De nombreux bâtiments commerciaux fonctionnent actuellement avec des taux de charge faibles au niveau des transformateurs, ce qui entraîne des situations de « surdimensionnement ». Lors de la rénovation, l’adoption de transformateurs verts (à forte charge) permet d’augmenter la capacité sans élargir les locaux de distribution ni remplacer les barres omnibus, résolvant ainsi efficacement les pointes de charge ou les pics de puissance induits par des conditions météorologiques extrêmes.
Dans le cadre du système tarifaire en deux parties appliqué à l’électricité industrielle et commerciale, les avantages économiques sont substantiels. En utilisant la méthode courante de calcul de la capacité de réduction de la demande, et en supposant une réduction de 2500 kVA au niveau de tension de 35 kV, les économies mensuelles sur la facture d’électricité s’élèveraient à 36 500 yuans.

4. Établissement des normes correspondantes

Il est entendu que la norme technique « Transformateur à forte capacité de surcharge », élaborée par le secteur électrique chinois, a été appliquée pour la première fois le 10 janvier 2018 et mise à jour le 6 janvier 2021. Cette norme définit des indicateurs essentiels tels que la tenue aux courts-circuits, les performances en surcharge et les limites d’élévation de température pour les transformateurs triphasés immergés dans l’huile, dont la puissance nominale varie de 10 kV à 500 kVA, comblant ainsi un vide dans les normes techniques nationales. En 2023, la Société du génie électrique du Gansu a publié la norme collective complémentaire T/GES 001-2024, qui précise davantage les définitions des produits, les méthodes d’essai ainsi que les exigences relatives au transport et au stockage ; cette norme est entrée officiellement en vigueur le 26 octobre 2023. Aucune de ces deux normes ne définit clairement les conditions de forte charge applicables aux transformateurs secs ou immergés dans l’huile fonctionnant à des niveaux de tension plus élevés, ni aux transformateurs utilisant de nouveaux matériaux isolants, ce qui entraîne une définition imprécise des performances des produits commercialisés et l’absence d’une base normative pour la conception et la sélection, constituant ainsi un frein majeur au développement normalisé du secteur. Les experts réunis lors de la réunion ont unanimement estimé qu’il était urgent d’intégrer les caractéristiques de forte surcharge dans un cadre plus large de normes relatives aux transformateurs verts, nécessitant des efforts conjoints de toutes les parties prenantes afin d’établir des normes collectives ou sectorielles pertinentes, puis, lorsque les conditions le permettront, des normes nationales, afin de lever les obstacles liés à la conception et à la sélection.

5. Conclusion

Ce séminaire prône un changement de paradigme dans les pratiques conventionnelles. Face au gaspillage énergétique généralisé causé par des conceptions de transformateurs surdimensionnés et des facteurs de charge insuffisants, il appelle à l’adoption de principes verts, faiblement carbonés et respectueux de l’environnement, ainsi que de concepts de surcharge élevée. Les associations sectorielles devraient prendre l’initiative d’efforts collaboratifs de normalisation et lancer des programmes pilotes dans les parcs industriels, les immeubles commerciaux et les centrales d’énergies renouvelables. Des échanges techniques réguliers renforceront la sensibilisation du secteur, tandis qu’un approfondissement de la collaboration entre industrie, université et recherche stimulera l’innovation technologique et les mises à niveau.
Lorsque les normes, la technologie, le marché et la politique forment une force conjointe, cette innovation technologique dissimulée dans le sous-station libérera d’immenses bénéfices économiques et sociaux et injectera de l’énergie verte dans un développement de haute qualité.