Surveillance de la température des transformateurs à sec
Surveillez la température des enroulements, les points chauds critiques et les conditions thermiques dans les transformateurs à sec à l'aide de capteurs PT100 et d'une mesure directe de la température par fibre optique.
Choisissez la méthode de détection en fonction de la structure de l'enroulement, de l'emplacement de la mesure, des exigences en matière d'isolation, de l'environnement électromagnétique et des objectifs du projet.
Pourquoi la température des enroulements est-elle importante ?
La surveillance de la température des transformateurs à sec repose en grande partie sur l'analyse des contraintes thermiques subies par les enroulements, qui sont dues à la charge, à une répartition inégale de la charge, à une dégradation du refroidissement, à une circulation d'air restreinte et au vieillissement thermique.
Contrairement aux transformateurs à bain d'huile, les transformateurs à sec ne recourent pas à l'huile isolante pour le transfert de chaleur, ce qui fait de la température des enroulements l'un des indicateurs de fonctionnement les plus importants.
La surveillance de la température fournit des informations thermiques importantes et aide les opérateurs à détecter les risques de surchauffe naissants.
Où faut-il mesurer la température ?
- Enroulements — température des enroulements, points chauds localisés et différences thermiques entre phases.
- Noyau — Une surveillance thermique supplémentaire peut être mise en place lorsque le réchauffement du cœur constitue un sujet de préoccupation.
- Connexions et bornes — La surveillance de la température peut permettre de détecter un échauffement localisé anormal au niveau des connexions électriques.
- Air de refroidissement et boîtier — La température de l'air et celle de l'enceinte peuvent fournir des informations supplémentaires sur la circulation de l'air et les conditions de refroidissement.
Les emplacements de détection les plus pertinents dépendent de la construction du transformateur, de la conception des enroulements, des emplacements disponibles pour les capteurs et des risques thermiques à surveiller.
PT100 pour la surveillance de la température des enroulements classiques
Les capteurs de température à résistance PT100 sont largement utilisés pour la surveillance classique de la température des enroulements, la comparaison triphasée, les logiques d'alarme et de protection, la commande des ventilateurs de refroidissement, ainsi que comme entrée pour les systèmes existants de surveillance de la température des transformateurs.
- Surveillance classique des enroulements
- Commande des alarmes et du refroidissement
- Installations existantes basées sur des sondes PT100
- Régulation de température standard pour transformateurs de type sec
Mesure directe des points chauds par enroulement de fibre optique
Les capteurs à fibre optique permettent de mesurer directement la température à des emplacements spécifiques de l'enroulement sans avoir à installer d'éléments de détection conducteurs au point de mesure. Cette technologie s'avère utile pour détecter les points chauds internes, dans les zones haute tension, dans les environnements soumis à de fortes interférences électromagnétiques (EMI) et pour effectuer des mesures multipoints à l'intérieur de l'enroulement, en particulier lorsque celles-ci sont prévues dès la fabrication du transformateur.
- Points chauds critiques dans les enroulements
- Emplacements des capteurs haute tension
- Environnements à forts champs électromagnétiques
- Nouveau système de détection intégré au transformateur
- Mesure directe de l'enroulement en plusieurs points
PT100 ou fibre optique : lequel choisir ?
| Exigence | PT100 | Fibre optique |
|---|---|---|
| Surveillance classique des enroulements | Adapté | Adapté |
| Conception actuelle du transformateur | Un choix courant | Cela dépend de la conception et de l'accès au capteur |
| Surveillance des points chauds critiques | Cela dépend de l'emplacement du capteur | Convient parfaitement à certains emplacements intérieurs |
| Détection haute tension | En fonction de l'installation | Convient à la détection électrique passive |
| Environnement EMI | Nécessite une installation adaptée | Grande résistance aux interférences |
| Régulation du refroidissement | Couramment utilisés | Peut prendre en charge la logique de commande via le système de surveillance |
| Alarme / protection | Adapté | Compatible avec le système de surveillance approprié |
| Détection interne multipoint | Cela dépend de la conception du transformateur | Bien adapté |
| Modernisation | Souvent pratique lorsqu'il est accessible | Cela dépend de l'accès au serpentin et de la construction |
| Fabrication de nouveaux transformateurs | Adapté | Particulièrement adapté lorsqu'il est planifié à l'avance |
Vous n'êtes pas obligé de toujours en choisir un seul
PT100
- Température d'enroulement classique
- Alarme
- Régulation du refroidissement
- Installations existantes
Fibre optique
- Points chauds internes sélectionnés
- Mesure directe de l'enroulement
- Lieux sous haute tension
- Environnements à forte présence d'interférences électromagnétiques
Les capteurs PT100 et à fibre optique peuvent être utilisés conjointement lorsqu'il est nécessaire à la fois d'assurer un contrôle de température classique et d'avoir une visibilité directe sur les points chauds.
Suivre les tendances, et pas seulement les seuils d'alerte
Au-delà du seuil d'alerte
- Évolution de la température dans le temps
- Motifs anormaux récurrents
- Relation charge-température
- Écarts thermiques persistants
Comparaison des phases et de la réponse de refroidissement
- Différence de température entre phases
- Réponse d'activation du ventilateur
- Efficacité de refroidissement
- Zones d'enroulement présentant une chaleur persistante
Une tendance de température peut fournir des informations thermiques plus utiles qu’une simple mesure isolée : un écart constant peut indiquer une situation permettant de déterminer s’il est nécessaire de mener une analyse plus approfondie.
De la mesure de la température au refroidissement et à la protection
La mesure de la température peut servir à plusieurs fins autres que l'affichage local : affichage local, alarme, commande du ventilateur de refroidissement, logique de protection et surveillance à distance.
Nouveau transformateur ou modernisation ?
Nouveaux projets liés aux transformateurs
La planification de l'emplacement des capteurs dès la conception et la fabrication du transformateur offre une plus grande souplesse pour la surveillance directe de la température des enroulements internes.
- Prévoir l'emplacement des PT100 lors de la conception du transformateur
- Placer des capteurs à fibre optique aux points chauds sélectionnés de l'enroulement
- Définir la couverture par phase et multipoint
- Prévoir les besoins en matière de refroidissement et d'alarmes
- Préparer l'intégration du système de surveillance avant la mise en service
Modernisation des transformateurs existants
L'installation de capteurs à fibre optique à l'intérieur des enroulements dépend de la conception du transformateur, de l'accessibilité des enroulements et des emplacements de détection disponibles.
- Réutiliser les capteurs PT100 existants lorsque cela est possible
- Mise à niveau des dispositifs de surveillance de la température
- Ajouter des points de mesure de température accessibles
- Intégrer le refroidissement et la surveillance à distance
- Déterminer si la détection par fibre optique interne est physiquement réalisable
Applications typiques
Transformateurs de distribution
Bâtiments commerciaux et locaux de distribution — température des bobinages, alarme et refroidissement.
Transformateurs industriels
Usines et industrie lourde — chargement, conditions thermiques et fonctionnement en continu.
Énergies renouvelables et stockage
Énergie photovoltaïque, éolienne et stockage d'énergie — conditions de charge variables et surveillance thermique.
Installations essentielles
Centres de données, hôpitaux et transports ferroviaires — fiabilité et alerte thermique précoce.
Vous ne savez pas où placer les capteurs de température ?
Indiquez-nous le type de votre transformateur, la configuration de ses enroulements, les capteurs de température existants, les points de surveillance requis et précisez s'il s'agit d'un projet de construction neuve ou de rénovation.
- Puissance nominale du transformateur
- Niveau de tension
- Structure d'enroulement
- Capteurs PT100 existants
- Emplacements de détection requis
- Construction neuve ou rénovation
Options recommandées pour la surveillance de la température
IB-Q201 : Dispositif embarqué de surveillance et de régulation PT100
Régulateur PT100 encastré et affleurant destiné à la surveillance de la température des enroulements triphasés, à la gestion des alarmes, au déclenchement et à la commande automatique du ventilateur de refroidissement, intégré dans le boîtier du transformateur.
IB-L201 : moniteur et régulateur PT100 à fixation murale
Contrôleur et régulateur de température PT100 mural destiné à la mesure de la température des enroulements classiques, à la commande des ventilateurs de refroidissement et à la protection par alarme/déclenchement.
IB-S201 : moniteur et régulateur PT100 à montage sur panneau
Moniteur et régulateur PT100 compacts à montage sur panneau, destinés aux armoires de commande de transformateurs, aux transformateurs en résine moulée et aux réseaux de distribution.
Système de surveillance et de régulation de la température par fibre optique fluorescente
Système de détection par fluorescence entièrement optique permettant la mesure directe des points chauds dans les enroulements, adapté aux installations haute tension et aux environnements soumis à de fortes interférences électromagnétiques, avec commande de ventilateur intégrée et fonctions d'alarme/de déclenchement.
Comment choisir la bonne configuration de détection
Optez pour le PT100 lorsque
- Une surveillance classique de la température des enroulements est nécessaire
- Des capteurs PT100 sont déjà disponibles
- Les systèmes d'alarme et de régulation du refroidissement constituent des exigences essentielles
- La mise en conformité en matière d'accessibilité privilégie les capteurs classiques
Envisagez la fibre optique lorsque
- Une mesure directe du point chaud est nécessaire
- Les emplacements critiques des enroulements internes doivent faire l'objet d'une surveillance
- Une détection haute tension est nécessaire
- Des interférences électromagnétiques importantes sont présentes
- La détection interne peut être prévue dès la phase de fabrication
Tenez compte des deux éléments lorsque
- Le système de surveillance PT100 existant doit être conservé
- Une meilleure visibilité des points chauds est nécessaire
- Différentes technologies de détection conviennent à différents lieux de mesure
Le choix de la meilleure méthode de mesure dépend de l'endroit où la température doit être mesurée, et non pas simplement de la technologie de capteur la plus avancée.
Ce qu'il faut nous envoyer
Informations sur le transformateur
- Puissance nominale
- Niveau de tension
- Structure d'enroulement
Suivi actuel
- Capteurs PT100
- Régulateur de température
- Régulation du refroidissement
Exigences du projet
- Emplacements de détection requis
- Nombre de points de mesure de température
- Construction neuve ou rénovation
- Exigence relative à la surveillance à distance
Les schémas, plans d'enroulement ou photos du dispositif de surveillance existant sont utiles lorsqu'ils sont disponibles.
Foire aux questions
Où faut-il installer les capteurs de température dans un transformateur à sec ?
Les enroulements constituent généralement la zone la plus importante. Le noyau, les connexions/bornes ainsi que la température de l'air de refroidissement ou celle du boîtier peuvent également faire l'objet d'une surveillance, en fonction de la conception du transformateur et des risques à surveiller.
Quelle est la différence entre la mesure de température par PT100 et celle par fibre optique ?
Le PT100 utilise un élément résistif pour la surveillance classique de la température des enroulements, tandis que la détection par fibre optique permet de mesurer directement la température à des emplacements sélectionnés des enroulements sans introduire d'éléments conducteurs au point de mesure, ce qui s'avère utile dans les environnements à haute tension ou à fortes interférences électromagnétiques.
Peut-on utiliser conjointement des capteurs PT100 et des capteurs à fibre optique ?
Oui. Une approche hybride permet de conserver les PT100 pour le contrôle conventionnel de la température tout en ajoutant des capteurs à fibre optique à certains points critiques de l'enroulement où la température est particulièrement élevée.
Comment surveiller directement les points chauds des enroulements ?
Des capteurs à fibre optique peuvent être installés à certains emplacements du bobinage afin de fournir des informations directes sur la température en des points critiques qui ne sont pas nécessairement bien représentés par les emplacements des capteurs classiques.
La détection par fibre optique est-elle adaptée aux enroulements haute tension ?
La détection par fibre optique est électriquement passive au point de mesure et présente une forte immunité aux interférences électromagnétiques, ce qui la rend adaptée aux sites de mesure à haute tension et aux environnements soumis à de fortes interférences électromagnétiques.
Les capteurs PT100 existants peuvent-ils être réutilisés ?
Dans de nombreux cas, les capteurs PT100 existants peuvent être intégrés à un système de surveillance ou de contrôle modernisé, en fonction de leur état et de leur compatibilité.
Est-il possible d'équiper un transformateur à sec existant de capteurs à fibre optique ?
Cela dépend de la conception du transformateur, de l'accessibilité des enroulements et de la possibilité d'accéder physiquement aux points de détection internes requis — cela n'est pas garanti pour tous les transformateurs existants.
Combien de points de mesure de température sont nécessaires ?
Le nombre et l'emplacement des points de détection dépendent de la conception des enroulements du transformateur, de la configuration des phases, des points chauds critiques, des objectifs de surveillance et du fait que les capteurs soient installés lors de la fabrication ou dans le cadre d'une mise à niveau.
La surveillance de la température peut-elle être reliée au système de régulation du refroidissement ou au système SCADA ?
Oui, selon le régulateur sélectionné, les données de température peuvent être utilisées pour la commande automatique des ventilateurs, la protection par alarme ou déclenchement et, lorsque cette fonctionnalité est prise en charge, l'intégration à distance ou à un système SCADA.
Mettre en place la bonne configuration de surveillance de la température
Que le projet utilise des sondes PT100, des capteurs à fibre optique ou une combinaison des deux, la configuration de détection doit être choisie en fonction de la structure des enroulements, des emplacements de mesure, des exigences en matière d'isolation et des objectifs de surveillance thermique.
