Transformateur immergé dans l'huile

Pourquoi l'analyse des gaz dissous révèle des problèmes bien avant l'inspection visuelle

Taizhou Haitian Electric Manufacture Co., Ltd. traite l'analyse des gaz dissous (DGA) comme un outil de diagnostic plutôt que comme un exercice administratif de routine, car le rapport entre des gaz spécifiques raconte une histoire beaucoup plus précise qu'une seule concentration de gaz ne le pourrait jamais. Quand un transformateur immergé dans l'huile développe une décharge partielle, le pétrole se décompose et libère de l'hydrogène et du méthane dans des proportions précises ; lorsque le défaut implique un véritable arc, de l'acétylène apparaît, ce qui ne se produit presque jamais dans des conditions normales de fonctionnement. Un transformateur avec une augmentation de l'éthylène aux côtés de l'éthane indique généralement un défaut thermique dans la plage de 300°C à 700°C, le plus souvent causé par une connexion desserrée ou une section d'enroulement surchargée plutôt que par le vieillissement de l'isolation.

La lecture correcte de ces ratios, à l'aide de méthodes établies telles que le triangle de Duval ou le ratio de Rogers, permet aux équipes de maintenance de faire la distinction entre un défaut qui nécessite une surveillance et un défaut qui nécessite une mise hors tension immédiate. Attendre une décoloration de l'huile ou un bruit inhabituel comme déclencheur d'un test signifie que le défaut a souvent progressé bien au-delà du point où une intervention précoce aurait pu éviter d'endommager l'enroulement.

Comment la conception de l’expansion de l’huile affecte le contrôle de l’humidité à long terme

La méthode utilisée pour s'adapter à l'expansion de l'huile à mesure que la température augmente a un effet direct, souvent sous-estimé, sur la quantité d'humidité et d'oxygène qu'un transformateur immergé dans l'huile absorbe au cours de sa durée de vie. Une conception de type conservateur utilise un réservoir d'huile séparé connecté au réservoir principal, permettant à la surface de l'huile de monter et de descendre avec la température ; sans diaphragme en caoutchouc ni couverture d'azote séparant l'huile de l'air libre, cette conception permet à l'huile de respirer l'humidité atmosphérique à chaque cycle thermique, augmentant progressivement la teneur en eau dans le système d'isolation.

En revanche, une conception de réservoir scellé utilise un volume fixe d'huile combiné à un coussin de gaz ou à des parois de réservoir ondulées qui fléchissent sous l'effet de la dilatation thermique, isolant entièrement l'huile de l'air extérieur. Avec plus 100 ensembles d'équipements nationaux avancés de production et de test Dans l'ensemble de son usine de fabrication, Taizhou Haitian Electric Manufacture Co., Ltd. construit les deux configurations en fonction de l'environnement d'exploitation, car les conceptions scellées surpassent généralement les types de conservateurs dans les climats côtiers ou tropicaux humides où la pénétration d'humidité atmosphérique exerce une pression constante sur la durée de vie de l'isolation.

Comparaison du contrôle de l'humidité par type de conception

La relation entre l'acidité de l'huile et le vieillissement de l'isolation cellulosique

L'acidité de l'huile, mesurée comme indice de neutralisation, est souvent lue isolément, mais sa véritable signification réside dans ce qu'elle indique sur l'isolation en papier enroulée autour des enroulements. À mesure que l'huile s'oxyde, elle produit des acides organiques qui accélèrent la dégradation des fibres de cellulose dans l'isolation du bobinage, un processus qui peut être suivi indirectement grâce aux tests de composés furaniques. Une fois que l'acidité dépasse environ 0,2 mg KOH/g, le taux de dégradation de la cellulose s'accélère sensiblement, ce qui signifie que l'état de l'huile devient un indicateur avancé de la durée de vie de l'isolation plutôt qu'un élément d'entretien distinct.

C’est pourquoi la récupération ou le remplacement du pétrole doit être programmé en fonction des tendances de l’acidité au fil du temps, et non d’un intervalle calendaire fixe. Une unité fonctionnant à une température moyenne élevée générera des acides plus rapidement qu’une unité identique fonctionnant sous faible charge, de sorte que deux transformateurs du même âge peuvent nécessiter des délais de maintenance d’huile très différents. Les installations qui suivent cette tendance, plutôt que de tester de manière réactive, détectent généralement le point d'accélération suffisamment tôt pour intervenir dans la régénération de l'huile avant que l'isolation des enroulements ne soit affectée de manière permanente.

• En dessous de 0,1 mg KOH/g : l'état de l'huile est stable, un intervalle de test standard s'applique
• 0,1 à 0,2 mg KOH/g : surveiller plus fréquemment, envisager de planifier une récupération
• Au-dessus de 0,2 mg KOH/g : la dégradation de la cellulose s'accélère, programmer rapidement un traitement à l'huile

Pourquoi l'usure des contacts du changeur de prises est un point de défaillance négligé

Changeurs de prises en charge à l'intérieur d'un interrupteur de transformateur immergé dans l'huile sous courant sous tension, et chaque opération provoque une petite érosion des contacts due à un arc au moment de la transition. Au cours de milliers de cycles de commutation, cette érosion modifie la résistance de contact, ce qui se manifeste par un échauffement localisé que la surveillance standard de la température de l'huile supérieure néglige souvent car le compartiment du changeur de prises est fréquemment isolé du réservoir d'huile principal. Des contacts du changeur de prises usés et laissés sans réponse peuvent éventuellement provoquer un défaut spécifique au compartiment qui n'a rien à voir avec l'état de l'isolation de l'enroulement principal.

Capacité de fabrication dépassant 4 millions de kVA par an donne à Taizhou Haitian Electric Manufacture Co., Ltd. une vaste expérience dans les configurations de changeurs de prises utilisées sur les unités de 35 kV et moins, et la pratique recommandée consiste à suivre le nombre d'opérations par rapport à la durée de vie nominale des contacts du fabricant, puis à planifier une vidange d'huile du compartiment et une inspection des contacts à ce seuil plutôt que d'attendre qu'un indicateur de panne apparaisse. Cette seule étape de maintenance résout un mode de défaillance que les tests DGA du réservoir principal ne sont pas conçus pour détecter.