Dans cet article, nous examinerons les caractéristiques du diagnostic des transformateurs et prêterons attention aux systèmes de surveillance des transformateurs en ligne. La présence de tels systèmes rend l’entretien des transformateurs plus facile, plus pratique et permet d’économiser de l’argent.

Approches de la classification des méthodes de surveillance de l’état des transformateurs

Il existe différentes approches de la classification des méthodes de surveillance de l’état d’un transformateur, qui sont déterminées par l’attribut sous-jacent à la classification. Nous mettons en évidence les méthodes de diagnostic directes et indirectes, ainsi que hors ligne et en ligne.

Les méthodes directes fonctionnent avec le composant du transformateur, dont l’état doit être diagnostiqué. Par exemple, pour connaître l’état de l’isolement des enroulements, mesurez sa résistance à l’aide d’un mégohmmètre. Les méthodes de diagnostic indirect utilisent des composants intermédiaires d’un transformateur ou d’un environnement d’information intermédiaire. L’huile isolante est le plus souvent utilisée comme support d’information. Dans ce cas, le diagnostic de l’huile du transformateur est d’abord effectué, puis, sur la base de ses résultats, une conclusion est tirée sur la présence de certains défauts dans le transformateur.

Les méthodes de diagnostic en ligne sont effectuées à l’aide d’instruments et d’appareils connectés directement au transformateur, « lisent » les informations et les transmettent à l’utilisateur final. Les méthodes hors ligne sont mises en œuvre avec des instruments de laboratoire qui fonctionnent avec des échantillons d’huile isolante préalablement prélevés ou d’autres échantillons (morceaux de papier isolant, etc.).

Analyse chromatographique de l’huile de transformateur

L’analyse chromatographique est l’une des méthodes les plus couramment utilisées pour diagnostiquer l’état d’un transformateur. Dans ce cas, l’huile est porteuse d’informations utiles sous la forme de la concentration des gaz dissous, qui commencent à se libérer lors du développement des défauts. Pour le diagnostic, les concentrations d’hydrogène, d’acétylène, d’éthylène, de méthane, d’éthane, d’oxyde et de dioxyde de carbone sont utilisées.

Il existe de nombreuses techniques pour interpréter les résultats de mesure et déterminer les défauts, qui sont mises en œuvre de manière informatique et analytique ou graphique. Dans le premier cas, les rapports numériques des différentes paires de gaz sont trouvés et, en fonction des valeurs obtenues, une conclusion est tirée sur la présence et le type d’un défaut. La technique graphique classique est le « Triangle Duval », lorsqu’un triangle est d’abord construit, puis il est divisé en plusieurs secteurs, et le type de défaut est déterminé par le secteur dans lequel le point est tombé, en fonction des concentrations de gaz mesurées.

L’analyse chromatographique des gaz dissous est une technique de diagnostic puissante, mais sa mise en œuvre nécessite un équipement de laboratoire spécial qui permet d’extraire les gaz de l’huile (analyseurs).

Surveillance de l’huile de transformateur sur la base des résultats d’analyses en laboratoire

En plus de la fonction d’information, l’huile remplit également deux autres fonctions de formation de système dans un transformateur – l’évacuation de la chaleur des pièces chauffantes et l’isolation des éléments porteurs de courant. Par conséquent, il est également important de surveiller l’état de l’huile. Pour cela, des méthodes de laboratoire sont principalement utilisées.

Tout d’abord, des échantillons d’huile sont prélevés sur le transformateur, puis les échantillons sont livrés au laboratoire, où ils sont testés à l’aide de dispositifs spéciaux. Afin de comprendre l’état de l’huile, sa tension de claquage, sa tangente de perte diélectrique, son indice d’acide, sa tension superficielle, sa teneur en humidité et en impuretés mécaniques, sa couleur, etc. sont déterminés.

Le principal inconvénient des méthodes de laboratoire est le long temps d’attente des résultats. Dans les transformateurs modernes, de graves dommages peuvent se développer en quelques jours ou heures. Par conséquent, après avoir reçu le protocole du laboratoire, il est loin d’être toujours possible d’avoir le temps d’effectuer la maintenance nécessaire du transformateur. Le principe de prélèvement périodique ne se justifie pas, lorsque les analyses sont effectuées quel que soit l’état de l’huile. Chaque propriétaire est intéressé par l’entretien bon marché du transformateur et la réduction du coût d’analyse de l’huile du transformateur, il est donc conseillé de faire attention aux systèmes de diagnostic en ligne.

Systèmes de surveillance de transformateur TOR-5

La surveillance en ligne des transformateurs est une excellente alternative à l’analyse à long terme des transformateurs d’huile.

Les avantages de ce type de surveillance sont évidents :

une image plus complète de l’état du transformateur, difficile à obtenir avec les seuls tests de laboratoire ;
aucun échantillonnage n’est nécessaire, ce qui réduit les coûts de main-d’œuvre manuelle ;
faire des économies sur les commandes d’analyses aux laboratoires privés.

GlobeCore a développé le système TOR-5 pour la surveillance en ligne de l’état des transformateurs de puissance. Il surveille les transformateurs spéciaux (transformateurs de traction, de mine, de bateau, de four électrique, d’éolienne, etc.), ainsi que les transformateurs à longue durée de vie.

Le système TOR-5 de GlobeCore remplit les fonctions suivantes :

Analyse d’huile de transformateur en ligne.
Information pratique des utilisateurs sur l’état actuel du transformateur via l’interface Web.
Séchage de l’huile de transformateur au cas où la teneur en humidité dépasse les limites spécifiées.

Le système TOR-5 est constamment situé à proximité du transformateur et y est connecté à l’aide de pipelines. Tous les éléments importants du système, y compris les capteurs, sont situés à l’intérieur de l’enceinte, dont le degré de protection permet la surveillance en ligne de du transformateur à faire fonctionner à l’air libre.

Quels paramètres du transformateur sont surveillés par le système TOR-5

A l’aide des capteurs du système TOR-5 avec une fréquence d’une fois par minute :

température de l’huile en haut et en bas du transformateur ;
activité de l’eau dans l’huile dans les parties supérieure et inférieure du transformateur ;
l’humidité relative de l’huile dans les parties supérieure et inférieure du transformateur ;
température ambiante ;
humidité relative de l’air ambiant.

Comme vous pouvez le voir, la mesure de l’humidité est considérée comme le paramètre de base du système de surveillance. Cela est dû au fait que la lutte contre un transformateur humide est l’une des tâches principales de l’entretien.

Quels paramètres sont calculés par le système TOR-5

Toutes les données mesurées sont transmises via Internet à un serveur cloud, où des paramètres supplémentaires sont calculés :

teneur en eau dans l’huile en haut et en bas du transformateur ;
teneur en eau dans l’isolation solide dans les parties supérieure et inférieure du transformateur ;
tension de claquage de l’huile ;
indice de qualité de l’huile.

Ainsi, le nombre de paramètres d’information disponibles dans le système TOR-5 est supérieur au nombre de capteurs installés du fait de l’utilisation d’algorithmes de calcul.

L’indice de qualité de l’huile est un indicateur complexe qui caractérise l’état de l’huile du transformateur dans son ensemble. Cet indicateur est bien corrélé avec le degré de vieillissement de l’huile, il peut donc être considéré comme une alternative à la mesure de l’acidité en ligne. L’indice de qualité de l’huile va de zéro à un. Une valeur de plage de 0,8-1 correspond à un bon état de l’huile du transformateur, et une valeur de plage de 0-0,2 correspond à une mauvaise huile vieillie.

Caractéristiques de l’interface Web du système TOR-5

Tous les résultats de mesure et de calcul sont affichés sur une page Web, à laquelle l’accès est fourni avec un mot de passe, et le nombre d’utilisateurs ayant accès n’est pas limité. Le système est en outre protégé contre le piratage par cryptage, de sorte que la réception d’informations par des tiers est exclue.

La visualisation des données a été rendue conviviale : la page Web affiche une liste des postes et des transformateurs pour chaque poste. Le programme comprend également l’affichage des transformateurs sur une carte avec la présentation des mesures et des calculs sous forme de graphiques et de schémas. En choisissant un objet, vous pouvez obtenir des informations complètes sur l’état de l’huile pour toute la période depuis l’installation du système TOR-5 à proximité du transformateur ou pour une période de temps sélectionnée.

Même en vacances, le responsable d’une entreprise de distribution d’électricité ou un employé du service après-vente peut se connecter au système depuis n’importe quel lieu de travail et connaître l’état du parc de transformateurs sans attendre le résultat du laboratoire et sans quitter le fonctionnement de l’équipement site. Grâce à l’acquisition constante de données, il est possible d’évaluer la dynamique des changements d’état de l’huile du transformateur, ce qui rend le système TOR-5 plus informatif par rapport aux analyses périodiques. Et même si pour une raison quelconque il n’y a pas Internet, aucune mesure ne sera perdue: toutes les données sont sauvegardées et lorsque la connexion est rétablie, elles sont transmises au serveur en mode batch.

Séchage en ligne du transformateur à l’aide du système TOR-5

Lorsque la teneur en humidité de l’huile atteint la valeur définie, le système TOR-5 passe automatiquement du mode diagnostic au mode traitement de l’huile.

Le traitement de l’huile comprend :

filtration – un filtre d’une finesse de filtration de 10 microns est installé ;
séchage de l’huile – l’eau est absorbée par le sorbant lors du pompage séquentiel de l’huile à travers les adsorbeurs.

Après restauration des paramètres, l’unité TOR-5 passe automatiquement du mode traitement de l’huile au mode diagnostic.

Le traitement de l’huile par pompage à travers des adsorbants remplis de sorbant peut être considéré comme une alternative au séchage du transformateur. Dans ce cas, l’huile est prélevée par le système TOR-5 depuis le point inférieur et l’huile séchée est renvoyée vers le point supérieur du transformateur. En raison du fait que l’eau dans le transformateur est en constante migration de l’huile à l’isolation en papier et vice versa, la circulation de l’huile à travers les adsorbeurs vous permet d’éliminer l’eau non seulement de l’huile, mais également de l’isolation en papier. C’est ainsi que le séchage continu du transformateur est réalisé.

Grâce au système TOR-5, le transformateur reste sec pendant toute sa durée de vie.

Caractéristiques supplémentaires – un analyseur d’hydrogène gazeux dans le flux

Le séchage avec un sorbant, contrairement au séchage thermique sous vide, n’affecte pas la composition et la quantité de gaz dissous dans l’huile. Par conséquent, en option, des capteurs peuvent être ajoutés au système TOR-5, à l’aide desquels il est possible de déterminer, par exemple, la teneur en hydrogène de l’huile.

L’analyse continue des gaz en ligne étendra les capacités du système TOR-5 et rendra les diagnostics de l’état du transformateur encore plus complets et informatifs.

Avantages de l’utilisation du système TOR-5

prolonger la durée de vie des transformateurs grâce à la surveillance constante des paramètres importants et au traitement rapide de l’huile en ligne ;
augmentation de l’intervalle entre les entretiens des transformateurs en raison du traitement périodique de l’huile en mode automatique ;
économiser de l’argent en éliminant les tests de laboratoire ;
réduire le coût d’assurance des transformateurs ;
diminution du nombre de personnel qualifié employé ;
préserver l’environnement en prévenant les accidents de transformateurs avec projections d’huile isolante.

Si vous avez des questions concernant l’utilisation et le fonctionnement du système de diagnostic en ligne du transformateur TOR-5, envoyez-les à notre adresse e-mail, dont vous trouverez l’adresse dans la section correspondante du site.

Système de surveillance de l’état du transformateur TOR-5