En tant que fournisseur de transformateurs en métal amorphe, je comprends l'importance cruciale du diagnostic des pannes pour garantir le fonctionnement fiable de ces appareils électriques avancés. Les transformateurs en métal amorphe offrent des avantages significatifs en termes d'efficacité énergétique et de pertes réduites par rapport aux transformateurs traditionnels. Cependant, comme tout équipement complexe, ils ne sont pas à l’abri de pannes. Dans ce blog, j'explorerai plusieurs méthodes de diagnostic de défauts pour les transformateurs en métal amorphe.
1. Inspection visuelle
L'inspection visuelle est la méthode la plus simple mais fondamentale pour le diagnostic des défauts. Un examen régulier du transformateur peut révéler des signes évidents de problèmes. Vérifiez l'extérieur du transformateur pour déceler tout dommage physique, tel que des fissures dans le boîtier, des connexions desserrées ou des signes de surchauffe. Recherchez les fuites d'huile autour des joints et des joints. Une fuite d’huile peut non seulement entraîner une perte d’isolation, mais également présenter un risque pour la sécurité.
Inspectez les ailettes de refroidissement et les radiateurs. S'ils sont obstrués par de la saleté, de la poussière ou des débris, cela peut gêner le processus de refroidissement et provoquer une surchauffe du transformateur. Vérifiez également l’état des bagues. Tout signe de fissuration, de décoloration ou d’arc sur les traversées peut indiquer des problèmes d’isolation.
2. Surveillance de la température
La température est un paramètre crucial pour évaluer la santé d’un transformateur. La surchauffe peut être le symptôme de divers défauts, tels que des courts-circuits, des surcharges ou une mauvaise isolation. Il existe plusieurs façons de surveiller la température des transformateurs en métal amorphe.
Des thermocouples ou des détecteurs de température à résistance (RTD) peuvent être installés à des endroits clés du transformateur, tels que les enroulements et l'huile. Ces capteurs peuvent fournir des données de température en temps réel, qui peuvent être surveillées en permanence. Si la température dépasse la plage de fonctionnement normale, cela peut suggérer un dysfonctionnement.
La thermographie infrarouge est une autre technique efficace de surveillance de la température. Une caméra infrarouge peut être utilisée pour scanner la surface du transformateur. Les points chauds détectés par la caméra infrarouge peuvent indiquer des zones de haute résistance ou de génération de chaleur anormale, qui peuvent être associées à des défauts.
3. Analyse des gaz dissous (DGA)
L'analyse des gaz dissous est une méthode largement utilisée pour détecter les défauts naissants dans les transformateurs immergés dans l'huile, y compris les transformateurs en métal amorphe. Lorsqu'un défaut survient dans le transformateur, tel qu'une surchauffe, une décharge partielle ou un arc électrique, l'huile isolante se décompose, produisant divers gaz. En analysant les types et les concentrations de ces gaz dissous dans le pétrole, il est possible d'identifier la nature et la gravité de la panne.
Les gaz courants analysés dans la DGA comprennent l'hydrogène (H₂), le méthane (CH₄), l'éthane (C₂H₆), l'éthylène (C₂H₄) et l'acétylène (C₂H₂). Par exemple, des niveaux élevés d’hydrogène peuvent indiquer une décharge partielle, tandis que la présence d’acétylène est souvent associée à des arcs électriques.
Des tests DGA réguliers doivent être effectués sur l’huile du transformateur. Les résultats peuvent être comparés aux normes établies et aux données historiques pour déterminer s’il existe des concentrations de gaz anormales, susceptibles de signaler un défaut en développement.
4. Tests électriques
Les tests électriques sont essentiels pour évaluer les propriétés électriques du transformateur. L’un des tests électriques les plus courants est le test de résistance d’isolement. Ce test mesure la résistance entre les enroulements et la terre ou entre différents enroulements. Une faible valeur de résistance d'isolement peut indiquer une dégradation de l'isolation, ce qui peut entraîner des courts-circuits et d'autres défauts.
Le test du rapport de rotation est un autre test électrique important. Il mesure le rapport entre le nombre de tours de l'enroulement primaire et le nombre de tours de l'enroulement secondaire. Tout écart par rapport au rapport de spires conçu peut suggérer un problème avec les enroulements, tel qu'une spire en court-circuit.
Les tests du facteur de dissipation diélectrique (tan δ) peuvent également être utilisés pour évaluer la qualité de l'isolation. Une augmentation du facteur de dissipation diélectrique peut indiquer une pénétration d'humidité ou un vieillissement de l'isolation.
5. Analyse des vibrations
Les transformateurs génèrent des vibrations en fonctionnement normal en raison des forces magnétiques agissant sur les enroulements et le noyau. Cependant, des vibrations anormales peuvent être le signe de défauts mécaniques ou électriques.
Des capteurs de vibrations peuvent être installés sur le transformateur pour mesurer les niveaux et les fréquences de vibrations. En analysant les modèles de vibration, il est possible de détecter des défauts tels que des tôles de noyau lâches, des forces magnétiques déséquilibrées ou des résonances mécaniques.
Par exemple, s’il y a une stratification lâche du noyau, cela peut provoquer une augmentation de l’amplitude des vibrations à des fréquences spécifiques. La comparaison des données de vibration mesurées avec les données de base obtenues pendant le fonctionnement normal peut aider à identifier les défauts potentiels.
6. Systèmes de surveillance en ligne
Avec le développement de la technologie, les systèmes de surveillance en ligne sont devenus de plus en plus populaires pour le diagnostic des défauts dans les transformateurs en métal amorphe. Ces systèmes peuvent collecter et analyser en continu les données de divers capteurs installés sur le transformateur, tels que des capteurs de température, des capteurs de courant et des capteurs de tension.
Les systèmes de surveillance en ligne peuvent fournir des informations en temps réel sur les conditions de fonctionnement du transformateur. Ils peuvent également utiliser des algorithmes avancés et des techniques d’intelligence artificielle pour prédire les pannes potentielles sur la base de données et de tendances historiques. Par exemple, si le système détecte une augmentation progressive de la température ou une modification des paramètres électriques au fil du temps, il peut émettre une alerte précoce, permettant ainsi une maintenance et une réparation en temps opportun.
Conclusion
En conclusion, le diagnostic des défauts des transformateurs en métal amorphe est une tâche complexe mais essentielle. En combinant des systèmes d'inspection visuelle, de surveillance de la température, d'analyse des gaz dissous, de tests électriques, d'analyse des vibrations et de surveillance en ligne, il est possible de détecter et de diagnostiquer les défauts à un stade précoce. La détection précoce des défauts peut aider à prévenir les pannes majeures, à réduire les temps d'arrêt et à prolonger la durée de vie des transformateurs.
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Références
- Guide IEEE pour les tests de diagnostic sur le terrain des appareils électriques - Partie I : Transformateurs, régulateurs et réacteurs de puissance remplis d'huile (IEEE Std C57.106 - 2009).
- CEI 60599 : Huile minérale – Matériel électrique immergé en service – Guide d'interprétation de l'analyse des gaz dissous et libres.
- "Ingénierie des transformateurs : conception, technologie et diagnostics" par JR Lucas.