Surveillance des transformateurs de sous-stations
Surveillance continue des transformateurs critiques des sous-stations : température, gaz dissous, décharges partielles, traversées, commutateur de tension en ligne (OLTC), état du circuit d'huile et performances de refroidissement.
Pourquoi la surveillance continue est-elle importante dans les postes électriques ?
Les transformateurs des postes électriques fonctionnent en charge continue et ne disposent que d'une marge de manœuvre limitée en cas de pannes imprévues ; leur état doit donc pouvoir être contrôlé à tout moment, et pas seulement lors des visites programmées.
- ●Chargement continu
- ●Contrainte thermique
- ●Vieillissement de l'isolation
- ●Défauts internes
- ●Dégradation due au refroidissement
- ●Détérioration des bagues
- ●Anomalies de l'OLTC
- ●Postes électriques isolés / sans surveillance
Les inspections périodiques ne donnent qu’un aperçu ponctuel, tandis que la surveillance en ligne permet de suivre l’évolution de l’état des équipements entre deux inspections — découvrez une vision plus globale dans Surveillance des transformateurs de puissance.
Quels paramètres faut-il surveiller sur un transformateur de sous-station ?
- ●Enroulement et température — température des points chauds, température de l'huile, performances de refroidissement.
- ●Huile pour transformateurs — analyse des gaz dissous, état de l'huile.
- ●Isolation — décharge partielle.
- ●Douilles — état de l'isolation.
- ●OLTC — état de fonctionnement.
- ●Réservoirs et accessoires — niveau d'huile, pression, ventilateurs / pompes.
Surveiller les contraintes thermiques en conditions réelles de fonctionnement
Les transformateurs de sous-stations peuvent être soumis à des conditions de charge variables et parfois élevées, ce qui rend indispensable une surveillance directe de leur comportement thermique pour évaluer leur état.
- ●Points chauds d'enroulement
- ●Température maximale de l'huile
- ●Élévation de température liée à la charge
- ●Réponse de refroidissement
- ●Évolution des températures
Surveillance des gaz dissous pour la détection des failles internes
Les variations des tendances relatives aux gaz dissous peuvent fournir des indices chimiques sur l'évolution des conditions à l'intérieur d'un transformateur de sous-station rempli d'huile.
- ●Surchauffe interne
- ●Décharge électrique
- ●Dégradation de l'isolation
- ●Tendances d'évolution des failles
Surveillance des décharges partielles pour évaluer les risques liés à l'isolation
L'activité de décharges partielles peut être liée à l'apparition de défauts d'isolation au sein des structures haute tension du transformateur.
- ●Apparition de défauts d'isolation
- ●Évolution des sorties
- ●Détection précoce d'anomalies
- ●Évaluation de l'état
Surveiller les composants critiques des transformateurs
Les douilles et les changeurs de prises sous charge peuvent présenter des changements d'état indépendants de l'enroulement du transformateur et du circuit d'huile. Une surveillance en ligne dédiée fournit aux équipes de maintenance des informations continues sur les tendances entre deux inspections programmées.
Surveillance des bagues
La surveillance en ligne des traversées offre une visibilité permanente sur l'état de l'isolation des traversées haute tension et permet de détecter les anomalies électriques naissantes entre deux inspections programmées.
- Évolution de la capacité et de l'état diélectrique
- Surveillance du courant de fuite
- Comparaison des phases et analyse des tendances à long terme
- Acquisition du signal de dérivation de surveillance, le cas échéant
Suivi OLTC
La surveillance en ligne OLTC suit le comportement de fonctionnement du changeur de prises et permet de détecter les anomalies mécaniques ou électriques naissantes lors d'opérations de commutation répétées.
- Courant d'entraînement du moteur et comportement en fonctionnement
- Position de l'appui et historique des commutations
- Nombre d'opérations et évolutions des conditions
- Informations relatives à la température, aux vibrations ou à la synchronisation, le cas échéant
Surveillance de la température, du niveau et de la pression de l'huile
Pour les transformateurs de sous-station à bain d'huile, ces trois paramètres offrent un aperçu synthétique de l'état de fonctionnement du circuit d'huile et du réservoir.
- ●Température de l'huile — permet d’évaluer les conditions thermiques et les performances de refroidissement.
- ●Niveau d'huile — permet de détecter les variations anormales du niveau d'huile, les pertes d'huile ou les fuites.
- ●Pression — fournit une indication supplémentaire en cas de conditions de pression anormales dans le réservoir ou le circuit d'huile.
Le dispositif de surveillance intégré regroupe en un seul appareil la mesure de la température, du niveau et de la pression de l'huile, afin d'assurer la surveillance de l'état des transformateurs.
D’un signal anormal à une intervention de maintenance
| État observé | Problème éventuel | Suivi pertinent |
|---|---|---|
| Augmentation de la température de l'enroulement | Cela peut indiquer un problème thermique ou de refroidissement | Surveillance de la température |
| Évolution anormale des concentrations de gaz | Peut aider à détecter une défaillance interne naissante | DGA |
| Augmentation des décharges partielles | Cela peut indiquer un problème d'isolation. | Suivi de la maladie de Parkinson |
| Changement d'état de la douille | Permet d'évaluer la détérioration de l'isolation | Surveillance des bagues |
| Anomalie de l'OLTC | Cela peut indiquer un problème mécanique ou électrique. | Suivi OLTC |
| Anomalie du niveau ou de la pression d'huile | Permet d'évaluer un problème lié au circuit d'huile | Surveillance du niveau et de la pression d'huile |
Les signes individuels permettent d'évaluer l'état de santé ; ils doivent être interprétés dans leur ensemble plutôt que comme un diagnostic à part entière.
Des capteurs de terrain au système de contrôle de la sous-station
Le fait de regrouper tous les paramètres surveillés dans une vue centralisée est ce qui distingue la surveillance au niveau de la sous-station de la surveillance d'un seul transformateur.
- ●Alarmes centralisées
- ●Tendances historiques
- ●Visibilité à distance
- ●Analyse multiparamétrique de l'état de santé
Alarmes locales et suivi à distance de l'état des équipements
Suivi local
- ●Affichage local
- ●Alarme
- ●État du refroidissement
Surveillance à distance
- ●Alarmes centralisées
- ●Tendances historiques
- ●Surveillance à distance
- ●Planification de la maintenance
La surveillance de l'état ne remplace pas la protection du transformateur.
Surveillance d'un transformateur ou de plusieurs équipements de sous-station
Transformateur critique unique
Une configuration de surveillance ciblée, articulée autour d'un transformateur de sous-station à forte valeur ajoutée ou à haut risque.
Surveillance de plusieurs transformateurs
Une configuration centralisée regroupant plusieurs transformateurs d'un même poste sous une seule et même interface de surveillance et d'alarme.
L'architecture de surveillance peut s'adapter en fonction du nombre de transformateurs et des besoins en matière de surveillance.
Applications courantes de surveillance des postes électriques
Postes de transport d'électricité
Les postes de haute tension où la disponibilité des transformateurs est essentielle à la fiabilité du réseau.
Postes de distribution
Les postes de distribution alimentant les utilisateurs finaux, où la visibilité permanente sur l'état des installations contribue à la fiabilité du service.
Postes électriques à distance / sans surveillance
Sites ne disposant pas de personnel permanent sur place, où la surveillance à distance revêt une importance particulière.
Postes de transformation pour les énergies renouvelables
Postes de transformation desservant des installations éoliennes, solaires ou d'autres sources d'énergie renouvelables présentant des profils de charge variables.
Applications connexes des transformateurs
Surveillance des transformateurs de puissance
Surveillance complète de l'état des transformateurs critiques de grande valeur.
Surveillance des transformateurs de puissance →
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Surveillance des transformateurs à huile →Surveillance des points chauds dans les enroulements des transformateurs
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Combiner les données PD, DGA, celles relatives aux douilles et les indications thermiques pour évaluer l'état de l'isolation.
Surveillance de l'isolation des transformateurs →Systèmes de surveillance recommandés pour les transformateurs de sous-stations
Capteur de température à fibre optique pour la surveillance des points chauds des enroulements de transformateurs
Pour la mesure directe de la température des points chauds de l'enroulement.
Système de surveillance en ligne de l'analyse des gaz dissous (DGA)
Pour la surveillance de l'évolution des gaz dissous dans les transformateurs à huile.
Système de surveillance en ligne des décharges partielles des transformateurs
Pour la surveillance en continu de l'activité des décharges partielles.
Système de surveillance des traversées de transformateur
Pour surveiller l'évolution de l'état des traversées haute tension critiques.
Système de surveillance en ligne de l'OLTC des transformateurs
Pour la surveillance des conditions de fonctionnement du changeur de prises en charge.
Système de surveillance de la température, du niveau et de la pression de l'huile de transformateur
Pour la surveillance des paramètres liés au circuit d'huile et au refroidissement.
Solutions de surveillance associées
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Une vue d'ensemble complète : température, analyse des gaz de décomposition (DGA), décharge partielle (PD), traversées isolantes et bien plus encore, le tout réuni.
Surveillance de la température des transformateurs
Visibilité grâce à une mesure directe de la température des enroulements et de l'huile.
Analyse des gaz dissous
Signes chimiques indiquant l'apparition d'anomalies thermiques et électriques.
Surveillance des décharges partielles
Signes électriques indiquant l'apparition de défauts d'isolation localisés.
Surveillance des bagues
État de l'isolation des traversées haute tension critiques.
Surveillance de l'OLTC des transformateurs
Conditions de fonctionnement du changeur de prises sous charge.
La surveillance des transformateurs de sous-stations permet d'assurer la visibilité des actifs dans l'ensemble du réseau Sous-stations et, plus largement, Réseau électrique et services publics secteur.
Projet de nouvelle sous-station ou modernisation d'un transformateur existant ?
Nouveau projet
- ●Prévoir des points de suivi
- ●Sélectionner les fonctions de surveillance
- ●Planifier l'intégration du système SCADA
Modernisation
- ●Passer en revue les capteurs existants
- ●Réutiliser les instruments adaptés
- ●Ajouter des fonctions de surveillance
- ●Intégrer les systèmes existants dans la mesure du possible
Quelles informations nous aident à recommander une configuration de surveillance ?
Informations sur le transformateur
- ●Type de transformateur
- ●Puissance nominale
- ●Niveau de tension
- ●Quantité
Équipements existants
- ●Capteurs existants
- ●Dispositifs de surveillance existants
- ●Système SCADA existant
Exigences en matière de suivi
- ●Paramètres de surveillance obligatoires
- ●Nouveau projet ou rénovation
Foire aux questions
Quels paramètres faut-il surveiller sur le transformateur d'une sous-station ?
Les paramètres habituels comprennent la température des enroulements et de l'huile, les gaz dissous, les décharges partielles, l'état des traversées, l'état du transformateur à changement de tension en ligne (OLTC), ainsi que le niveau, la pression et l'état du refroidissement de l'huile.
Quels sont les paramètres les plus importants pour la surveillance en ligne ?
Cela dépend du niveau de criticité du transformateur, de son âge et des problèmes connus : les transformateurs de sous-stations critiques ou vieillissants bénéficient généralement d'une couverture plus large des paramètres.
Quelle est la différence entre la protection et la surveillance de l'état des équipements ?
Les systèmes de protection ont pour fonction d'isoler un transformateur en cas de défaut, tandis que la surveillance de l'état permet de suivre les tendances au fil du temps afin de faciliter la planification de la maintenance — la surveillance de l'état ne remplace pas les systèmes de protection.
La surveillance de la DGA et de la PD peut-elle être utilisée conjointement ?
Oui — elles apportent des éléments d'information complémentaires, tant sur le plan chimique qu'électrique, et sont souvent utilisées conjointement pour obtenir une image plus complète de l'état du système.
Pourquoi surveiller les douilles et l'OLTC ?
Ces deux éléments sont essentiels et peuvent présenter des problèmes indépendamment de l'isolation de l'enroulement principal ; ils ont donc tout intérêt à faire l'objet d'une surveillance spécifique.
Les capteurs de transformateur existants peuvent-ils être réutilisés ?
Dans de nombreux cas de mise à niveau, oui, en fonction du type de capteur, de son état et de sa compatibilité avec le système de surveillance.
Les données de surveillance peuvent-elles être reliées au système SCADA ?
Les données de surveillance peuvent généralement être mises à la disposition du système SCADA ou du système de contrôle d'une sous-station dans le cadre de l'architecture globale de surveillance ; les modalités d'intégration spécifiques dépendent du projet.
Tous les transformateurs nécessitent-ils la même configuration de surveillance ?
Non — la configuration appropriée dépend du type de transformateur, de son niveau de criticité, de son historique d'exploitation et des exigences du site.
Mettez en place l'architecture de surveillance adaptée à vos transformateurs de sous-station
Indiquez-nous le type de transformateur, la quantité, les capteurs existants et vos besoins en matière de surveillance afin que nous puissions évaluer la configuration la mieux adaptée à votre sous-station.
