Surveillance de l'isolation des transformateurs
Surveiller l'évolution des anomalies d'isolation dans les transformateurs en combinant les données relatives aux décharges partielles, aux gaz dissous, à l'état des traversées et aux informations thermiques pertinentes.
Élaborez une stratégie de surveillance de l'isolation en fonction du type de transformateur, de la structure de l'isolation, de l'importance stratégique de l'équipement et des mécanismes de défaillance à surveiller.
Pourquoi l'état de l'isolation des transformateurs est-il important ?
L'isolation d'un transformateur est soumise à une combinaison de contraintes tout au long de sa durée de vie :
- ●Contrainte électrique
- ●Contrainte thermique
- ●Contrainte mécanique
- ●Humidité
- ●Le vieillissement
- ●Contamination
- ●Activité de décharge
- ●Conditions de fonctionnement anormales
La détérioration de l'isolation peut se produire progressivement avant qu'une panne majeure du transformateur ne devienne visible de l'extérieur.
Aucune mesure isolée ne permet de décrire pleinement l'état de l'isolation d'un transformateur. L'évaluation doit prendre en compte à la fois l'activité des décharges partielles, les gaz de défaut dissous, l'état des traversées, les conditions thermiques et l'historique de fonctionnement — découvrez une vue d'ensemble dans Surveillance des transformateurs.
Quels sont les éléments du système d'isolation des transformateurs qu'il convient de prendre en compte ?
- ●Isolation des enroulements — isolation entre les conducteurs d'enroulement, les spires et les sections d'enroulement.
- ●Isolation principale — l'isolation entre les enroulements, le noyau, le réservoir et les autres éléments haute tension.
- ●Pistes et relations internes — les connexions internes haute tension et les zones de transition.
- ●Douilles — l'interface d'isolation entre le transformateur et le réseau électrique externe.
- ●Isolation en papier huilé — ce qui s'applique aux transformateurs à huile, dans lesquels l'huile isolante et l'isolation en cellulose agissent de concert.
- ●Isolation solide de type sec — particulièrement pertinent pour les transformateurs à sec, pour lesquels l'isolation solide et les conditions thermiques revêtent une importance particulière.
La structure d'isolation et les méthodes de surveillance correspondantes varient selon les modèles de transformateurs — voir Surveillance des transformateurs à huile et Surveillance de la température des transformateurs à sec.
Les décharges partielles : un signal d'alerte précoce concernant l'isolation
L'activité de décharges partielles peut être liée à des défauts d'isolation localisés ou à des contraintes électriques au sein des structures d'isolation haute tension.
- ●Détecter l'apparition d'une activité de décharge
- ●Observer les changements au fil du temps
- ●Comparer les tendances anormales
- ●Évaluation de l'état de l'isolation des supports
- ●Aidez-nous à établir les priorités pour les inspections à venir
La surveillance des décharges partielles fournit des indications importantes, mais les données relatives aux décharges partielles doivent être interprétées en tenant compte de la conception du transformateur, des conditions d'exploitation et d'autres informations sur son état.
Analyse des gaz dissous pour l'évaluation de l'isolation interne
Dans le cas des transformateurs à huile, les variations de la composition des gaz dissous peuvent constituer un indicateur chimique de l'apparition d'anomalies thermiques ou électriques.
- ●Décharge électrique
- ●Surchauffe interne
- ●Dégradation de l'isolation
- ●Tendances d'évolution des failles
La surveillance DGA et celle des décharges partielles permettent d'observer différents aspects de l'état du transformateur et peuvent fournir des informations complémentaires.
Surveillance de l'état de l'isolation des traversées
Les traversées de transformateur sont des composants d'isolation haute tension essentiels qui relient le système électrique interne du transformateur au réseau extérieur.
- ●Dégradation de l'isolation
- ●Comportement diélectrique anormal
- ●Modifications liées à la capacité
- ●Anomalies du courant de fuite
- ●Évolution de l'état des bagues
L'état des traversées doit être évalué indépendamment de l'isolation interne des enroulements, car un transformateur peut présenter un problème au niveau des traversées même lorsque les autres indicateurs de l'appareil semblent normaux.
Comment les contraintes thermiques affectent l'isolation des transformateurs
Les contraintes thermiques peuvent accélérer le vieillissement de l'isolation et doivent donc être prises en compte dans le cadre d'une évaluation plus large de l'état de l'isolation.
- ●Surchauffe persistante des enroulements
- ●Lieux incontournables
- ●Dégradation due au refroidissement
- ●Charge élevée
- ●Cycles thermiques répétés
Voir Surveillance des points chauds dans les enroulements des transformateurs et Surveillance de la température des transformateurs pour la partie relative à la mesure directe des conditions thermiques.
Pourquoi la surveillance de l'isolation devrait combiner plusieurs signaux
| Preuve de l'état | Ce que cela peut aider à mettre en lumière | Suivi pertinent |
|---|---|---|
| Activité des décharges partielles | Défauts d'isolation électrique localisés éventuels | Surveillance des décharges partielles |
| Évolution anormale des gaz dissous | Risque d'apparition d'un défaut thermique ou électrique dans les transformateurs à huile | DGA |
| Changement d'état de la douille | Détérioration éventuelle de l'isolation des bagues isolantes | Surveillance des bagues |
| Zone de surchauffe persistante au niveau de l'enroulement | Les contraintes thermiques susceptibles d'accélérer le vieillissement de l'isolation | Surveillance de la température des enroulements |
| Tendance répétée à des températures anormales | Situation pouvant être liée à un refroidissement ou à une contrainte thermique et nécessitant une évaluation plus approfondie | Surveillance de la température |
L'intérêt de la surveillance de l'isolation des transformateurs réside dans la mise en corrélation des données pertinentes plutôt que dans le recours à une seule mesure.
Surveillance du PD, du DGA et des bagues — Quelle est la différence ?
Surveillance des décharges partielles
Activité de décharges électriques à l'intérieur ou à proximité de structures isolantes.
DGA
Indices chimiques de l'apparition d'anomalies thermiques et électriques dans l'huile de transformateur.
Surveillance des bagues
État de l'isolation des traversées haute tension critiques.
Ces méthodes de surveillance sont complémentaires, car elles permettent d'observer différents aspects ou manifestations de l'état de l'isolation des transformateurs.
Surveillance en ligne et contrôles périodiques de l'isolation
Contrôles périodiques
- ●Inspection périodique détaillée
- ●Tests de diagnostic hors ligne
- ●Vérification de la maintenance
- ●Essais en laboratoire / sur le terrain
Surveillance en ligne
- ●Visibilité continue des tendances
- ●Détection des changements de conditions entre deux inspections
- ●Surveillance à distance
- ●Détection précoce des anomalies en cours de développement
La surveillance en ligne ne remplace pas l'ensemble des essais périodiques des transformateurs. Elle fournit des informations continues sur leur état entre les inspections programmées.
Surveillance de l'isolation dans les applications liées aux transformateurs
Transformateurs de puissance
Évaluation complète de l'état de l'isolation des transformateurs critiques de grande valeur.
Surveillance des transformateurs de puissance →
Transformateurs à huile
Combiner les données relatives au PD, au DGA, aux douilles et à la température pour évaluer l'état des transformateurs à huile.
Surveillance des transformateurs à huile →
Transformateurs de sous-station
Surveillance en continu de l'isolation des transformateurs critiques au sein des sous-stations.
Surveillance des transformateurs de sous-station →
Surveillance des points chauds dans les enroulements des transformateurs
Surveiller les contraintes thermiques susceptibles de contribuer au vieillissement de l'isolation.
Surveillance des points chauds des enroulements →Planification de la surveillance de l'isolation des transformateurs neufs et existants
Nouveaux projets liés aux transformateurs
- ●Dispositions relatives au suivi de la DP
- ●Détection de température intégrée
- ●Surveillance des bagues
- ●DGA pour les transformateurs à huile
- ●Architecture de surveillance
- ●Intégration SCADA
Les points de surveillance et les interfaces peuvent être pris en compte lors de la conception et de la mise en service des transformateurs.
Modernisation des transformateurs existants
- ●Suivi en ligne de la formation continue
- ●Mise à niveau DGA
- ●Surveillance des bagues
- ●Intégration des capteurs existants
- ●Intégration de la surveillance de la température
- ●Acquisition de données à distance
La configuration de surveillance disponible dépend de la conception du transformateur, de l'instrumentation existante et des points d'installation accessibles.
Des signaux relatifs à l'état de l'isolation aux données de surveillance
Voir Surveillance des transformateurs pour obtenir une vue d'ensemble complète de la surveillance d'un actif.
Produits recommandés pour la surveillance de l'isolation des transformateurs
Trois produits phares liés à la surveillance de l'état de l'isolation — aucun produit sans rapport n'a été ajouté pour remplir l'espace.
Système de surveillance en ligne des décharges partielles des transformateurs
Pour la surveillance continue de l'activité des décharges partielles associées à l'apparition d'anomalies dans l'isolation des transformateurs.
Système de surveillance en ligne de l'analyse des gaz dissous (DGA)
Pour surveiller l'évolution des gaz dissous, qui peuvent révéler l'apparition de défauts thermiques et électriques dans les transformateurs à huile.
Système de surveillance des traversées de transformateur
Pour surveiller l'évolution de l'état des traversées haute tension des transformateurs critiques.
Solutions associées de surveillance des transformateurs
Surveillance des décharges partielles
Signes électriques indiquant l'apparition de défauts d'isolation localisés.
Analyse des gaz dissous
Signes chimiques indiquant l'apparition d'anomalies thermiques et électriques.
Surveillance des bagues
État de l'isolation des traversées haute tension critiques.
Surveillance des transformateurs
Une vue d'ensemble complète : température, analyse des gaz de décomposition (DGA), décharge partielle (PD), traversées isolantes et bien plus encore, le tout réuni.
Quelles informations nous aident à recommander une configuration de surveillance de l'isolation ?
Informations sur le transformateur
- ●Type de transformateur
- ●Puissance nominale
- ●Niveau de tension
- ●Âge / historique d'exploitation
Informations sur l'état actuel du bien
- ●Résultats des formations professionnelles précédentes
- ●Histoire de la DGA
- ●Informations relatives aux essais sur les bagues
- ●Anomalies de température
- ●Problèmes connus liés à l'isolation
Exigences en matière de suivi
- ●Nouveau projet ou rénovation
- ●Fonctions de surveillance obligatoires
- ●Capteurs existants
- ●Équipements de surveillance existants
- ●Exigence relative à la surveillance à distance
Les rapports d'essais disponibles, les schémas des transformateurs ou les informations de surveillance existantes peuvent aider à évaluer les options de surveillance adaptées.
Dans quels cas faut-il envisager la surveillance en ligne de l'isolation ?
Foire aux questions
En quoi consiste la surveillance de l'isolation des transformateurs ?
Il combine généralement des données relatives aux décharges partielles, aux gaz dissous, à l'état des traversées et aux paramètres thermiques pertinents, sélectionnées en fonction du type de transformateur et des exigences du projet.
Quelles sont les principales causes de la détérioration de l'isolation des transformateurs ?
Les contraintes électriques, thermiques et mécaniques, l'humidité, le vieillissement, la contamination et les conditions de fonctionnement anormales peuvent tous avoir une incidence au fil du temps.
La surveillance des décharges partielles permet-elle de détecter des problèmes d'isolation ?
La surveillance PD peut aider à détecter l'apparition d'une activité de décharge et faciliter l'évaluation de l'état de l'isolation, mais elle doit être interprétée conjointement avec d'autres informations relatives à l'état de l'installation, plutôt que d'être utilisée comme diagnostic à part entière.
Quelle est la différence entre la surveillance des décharges partielles et l'analyse des gaz de décharge (DGA) ?
La surveillance PD permet d'observer directement l'activité de décharge électrique au sein du système d'isolation, tandis que la surveillance DGA détecte les gaz liés aux défauts dissous dans l'huile du transformateur — il s'agit de deux types d'indicateurs différents, souvent utilisés conjointement.
Pourquoi faut-il surveiller séparément les traversées de transformateur ?
Un transformateur peut présenter un problème au niveau d'une traversée même lorsque les autres indicateurs du transformateur semblent normaux ; il est donc nécessaire de surveiller l'état de la traversée de manière spécifique.
Dans quelle mesure la température des enroulements influe-t-elle sur la durée de vie de l'isolation d'un transformateur ?
Une surchauffe persistante et les cycles thermiques peuvent accélérer le vieillissement de l'isolation ; c'est pourquoi les contraintes thermiques sont prises en compte dans le cadre d'une évaluation plus large de l'état de l'isolation.
Est-il possible d'utiliser conjointement la surveillance PD, DGA et celle des bagues ?
Oui — la combinaison de ces signaux est généralement plus révélatrice que le recours à une seule mesure, car chacun d'entre eux permet d'observer un aspect différent de l'état de l'isolation.
Est-il possible d'équiper les transformateurs existants d'un système de surveillance de l'isolation en service ?
Dans de nombreux cas, oui, bien que la configuration possible dépende de la conception du transformateur, de l'instrumentation existante et des points d'installation accessibles.
La surveillance en ligne de l'isolation remplace-t-elle les contrôles périodiques des transformateurs ?
Non — la surveillance en ligne permet d'obtenir des informations continues sur l'état des installations entre deux inspections programmées, sans pour autant se substituer aux contrôles périodiques.
Élaborer une stratégie de surveillance de l'isolation en fonction du risque réel lié aux transformateurs
L'état de l'isolation d'un transformateur ne peut pas être déterminé à partir d'une seule mesure. Veuillez nous communiquer le type de votre transformateur, son historique d'exploitation, les équipements de surveillance dont vous disposez actuellement ainsi que les problèmes d'isolation connus, afin que nous puissions évaluer les paramètres d'état à surveiller.
