Surveillance des points chauds dans les enroulements des transformateurs
Surveiller directement les températures critiques des enroulements à l'intérieur des transformateurs afin d'améliorer la visibilité thermique, l'évaluation de la charge, l'évaluation du refroidissement et la gestion de la durée de vie de l'isolation.
La détection de température par fibre optique permet une mesure directe à des emplacements internes sélectionnés de l'enroulement, là où les valeurs de température externes conventionnelles ou estimées peuvent ne pas refléter pleinement la zone de surchauffe réelle.
Pourquoi les points chauds des enroulements des transformateurs sont-ils importants ?
Les enroulements d'un transformateur ne s'échauffent pas de manière uniforme. Le courant de charge, le débit de refroidissement et les pertes locales se combinent différemment selon les sections des enroulements ; ainsi, la température peut varier considérablement d'un endroit à l'autre, mais aussi d'une phase à l'autre.
- ●Le courant de charge influe sur l'élévation de température des enroulements
- ●Le flux de refroidissement influe sur la répartition locale de la température
- ●Les pertes locales peuvent créer des zones plus chaudes au sein d'un enroulement
- ●La température peut varier d'une phase à l'autre et d'une section d'enroulement à l'autre
- ●Une surchauffe persistante accélère le vieillissement de l'isolation
L'endroit le plus chaud à l'intérieur d'un enroulement peut être soumis à des conditions thermiques très différentes de celles indiquées par la température de l'huile en surface, la température ambiante ou les mesures externes — voir surveillance de la température des transformateurs pour avoir une vue d'ensemble d'un actif.
Comparaison entre les mesures de température des points chauds et celles des transformateurs classiques
Ces mesures sont complémentaires plutôt qu'interchangeables : chacune joue un rôle différent dans la compréhension de l'état thermique du transformateur.
| Mesure | Ce que cela représente | Fonction type |
|---|---|---|
| Température ambiante | Température de l'air ambiant sur le lieu d'installation | Référence de base pour les calculs thermiques |
| Température maximale de l'huile | Température de l'huile en vrac près du sommet du réservoir | État thermique général du circuit d'huile |
| Indicateur de température des enroulements / Température estimée des enroulements | Température de l'enroulement calculée à partir de la température de l'huile en surface, majorée d'un gradient modélisé | Fonctions de régulation du refroidissement, d'alarme et de déclenchement — voir Indicateur de température des enroulements du transformateur BWR2 |
| Mesure PT100 | Mesure de la température par résistance de contact en un point accessible | Surveillance localisée de la température en un point fixe |
| Mesure directe des points chauds par fibre optique | Température réelle à un emplacement sélectionné de l'enroulement interne | Preuve directe du comportement thermique réel de l’enroulement |
Chaque ligne ci-dessus répond à une question différente : la mesure directe des points chauds ne remplace pas les autres méthodes, elle comble les lacunes qu’elles ne peuvent pas couvrir.
Où peuvent se former des points chauds de tourbillonnement ?
L'emplacement des points chauds dépend de la configuration des enroulements, de la répartition du courant, du système de refroidissement, du flux de fuite et de la conception globale du transformateur — et non d'une règle générique unique.
- ●Zones d'enroulement à courant élevé
- ●Zones où le débit de refroidissement est limité
- ●Extrémités de bobinage et zones de transition structurelles
- ●Emplacements sélectionnés des points chauds spécifiques à chaque phase
- ●Zones identifiées lors de la conception thermique des transformateurs
L'emplacement des capteurs doit respecter les spécifications de conception du transformateur plutôt que d'être fixé de manière générique.
Mesure directe des points chauds par enroulement de fibre optique
Les capteurs de température à fibre optique permettent une mesure directe à des emplacements sélectionnés de l'enroulement, grâce à un point de détection électriquement passif parfaitement adapté à l'environnement électromagnétique et haute tension à l'intérieur d'un transformateur.
- ●Mesure directe à certains emplacements de l'enroulement
- ●Point de détection électriquement passif
- ●Haute résistance aux interférences électromagnétiques
- ●Convient aux environnements à haute tension
- ●Surveillance multipoint de la température d'enroulement
- ●Suivi de l'évolution des températures à long terme
- ●Convient à la détection intégrée lors de la fabrication de transformateurs
Mesure directe vs température calculée du point chaud
Point chaud calculé / estimé
- ●En fonction du courant de charge
- ●Température de l'huile ou température de référence
- ●Modèle thermique
- ●Hypothèses de conception des transformateurs
Utile pour l'estimation thermique des transformateurs, mais les résultats dépendent des données d'entrée du modèle et des hypothèses de fonctionnement.
Mesure directe des points chauds
- ●Capteurs intégrés
- ●Emplacements de bobinage effectivement sélectionnés
- ●Réponse à la charge réelle
- ●Réponse de refroidissement
- ●Comparaison de phases
- ●Tendance thermique réelle
La mesure directe et le calcul thermique peuvent se compléter mutuellement plutôt que de se substituer l'un à l'autre.
Pourquoi la surveillance multipoint des enroulements est-elle importante ?
L'objectif de la surveillance multipoint n'est pas simplement de collecter davantage de valeurs de température, mais de comprendre comment la chaleur se répartit au niveau des zones critiques de l'enroulement.
- ●Comparer les sections d'enroulement
- ●Comparer les phases
- ●Identifier les écarts de température persistants
- ●Observer la réponse à la charge entre les différents points
- ●Évaluer l'efficacité du refroidissement
- ●Suivre l'évolution des tendances thermiques locales au fil du temps
Suivi de la température des points chauds en conditions réelles de charge de fonctionnement
La mesure directe vous permet de suivre en temps réel la relation entre la charge, le refroidissement et la température des enroulements.
- ●La relation entre l'augmentation de la charge et l'élévation de la température peut indiquer dans quelle mesure un site est sensible à la charge.
- ●La comparaison entre l'activation du refroidissement et la réponse en température peut permettre d'évaluer l'efficacité du refroidissement
- ●La comparaison phase à phase permet d'évaluer l'équilibre des charges
- ●La présence d'un point chaud persistant au cours des cycles de charge peut justifier des analyses complémentaires
- ●Le retour à la température initiale après une réduction de la charge fait partie d'un comportement thermique normal
- ●Des schémas thermiques anormaux récurrents peuvent aider à identifier les endroits qui nécessitent une attention particulière
Surveillance des points chauds des enroulements sur différents types de transformateurs
Transformateurs de puissance à bain d'huile
Surveillance directe de la température des enroulements à l'intérieur des transformateurs à huile.
Surveillance des transformateurs à huile →
Transformateurs à sec
La mesure directe de la température aux points chauds peut venir compléter la surveillance conventionnelle de la température par PT100.
Surveillance de la température des transformateurs à sec →
Transformateurs de puissance
La température des points chauds dans le cadre d'une surveillance plus globale de l'état des transformateurs de puissance.
Surveillance des transformateurs de puissance →
Transformateurs de sous-station
Surveillance en continu de la température des enroulements des transformateurs critiques dans les sous-stations.
Surveillance des transformateurs de sous-station →Planification de la surveillance des points chauds pour les transformateurs neufs et existants
Nouveaux projets liés aux transformateurs
- ●Vérifier le tracé de l'enroulement
- ●Identifier les zones thermiques critiques
- ●Déterminer les points de détection
- ●Planifier le tracé de la fibre optique
- ●Définir les canaux de surveillance
- ●Planifier l'intégration des systèmes
La fabrication de nouveaux transformateurs offre la meilleure occasion de placer des capteurs directement à des emplacements choisis au sein des enroulements.
Modernisation des transformateurs existants
- ●Intégration des capteurs embarqués existants
- ●Mise à niveau de l'unité de surveillance
- ●Points de température supplémentaires accessibles
- ●Intégration des systèmes de détection par fibre optique existants
- ●Intégration de la surveillance à distance
L'ajout de capteurs directement à l'intérieur d'un enroulement existant dépend de la conception du transformateur et de son accessibilité physique : tous les transformateurs existants ne permettent pas cette installation de la même manière.
Comment faut-il positionner les capteurs de points chauds d’enroulement ?
Il n'existe pas de position fixe universelle pour le capteur, valable pour tous les enroulements de transformateur.
Le placement dépend de
- ●Type de transformateur
- ●Puissance nominale
- ●Niveau de tension
- ●Structure d'enroulement
- ●Système de refroidissement
Cela dépend également de
- ●Contrainte thermique prévue
- ●Données de conception des transformateurs
- ●Nombre de phases
- ●Points de détection requis
L'emplacement des capteurs doit être déterminé en tenant compte des informations relatives à la conception et à la fabrication du transformateur.
Des capteurs embarqués aux données de surveillance
Voir les solutions associées : Surveillance de la température par fibre optique, Surveillance de la température des transformateurs et Surveillance des transformateurs.
Produits recommandés pour la surveillance des points chauds dans les enroulements
Produits directement liés à la détection des points chauds dans les enroulements et à la surveillance multipoint de la température des enroulements.
Capteur de température à fibre optique pour la surveillance des points chauds dans les enroulements
Point de détection direct par fibre optique pour la surveillance en temps réel de la température des points chauds des enroulements de transformateurs.
Capteur de température à fibre optique en polyimide
Sonde à fibre optique flexible protégée par du polyimide, destinée à la mesure des points chauds dans les enroulements, utilisant la détection optique par fluorescence.
Capteur de température à fibre optique blindé
Capteur à fibre optique blindé destiné à la mesure des points chauds dans les enroulements de transformateurs à huile, doté d'une protection renforcée et compatible avec l'huile.
Système de surveillance à fibre optique multicanal
Système multicanal de mesure et de surveillance de la température par fibre optique permettant de comparer en temps réel les sections et les phases d'un enroulement.
Solutions associées de surveillance des transformateurs
Surveillance de la température des transformateurs
Surveillance complète de la température, combinant la mesure de la température de l'huile, des enroulements et des points chauds.
Surveillance de la température par fibre optique
La technologie de détection directe qui permet de surveiller la température des points chauds des enroulements et des transformateurs de type sec.
Surveillance des transformateurs
Une surveillance plus complète de l'état des équipements, combinant la température, l'analyse des gaz de décomposition (DGA), les décharges partielles et bien plus encore.
Quelles informations nous aident à recommander une configuration de surveillance des points chauds ?
Informations sur le transformateur
- ●Type de transformateur
- ●Puissance nominale
- ●Niveau de tension
- ●Nombre de phases
Informations sur le rembobinage
- ●Construction de l'enroulement
- ●Plans d'enroulement
- ●Système de refroidissement
- ●Emplacements prévus des points chauds
Exigences en matière de surveillance
- ●Nombre de points de détection
- ●Nouveau transformateur ou modernisation
- ●Affichage local
- ●Exigence relative à l'alarme
- ●Exigence relative à la surveillance à distance
Les schémas d'enroulement ou les informations relatives à la conception thermique sont particulièrement utiles pour évaluer l'emplacement des capteurs.
Dans quels cas faut-il envisager une surveillance directe des foyers épidémiques ?
Foire aux questions
Qu'est-ce que la température d'un point chaud dans l'enroulement d'un transformateur ?
Il s'agit de la température la plus élevée enregistrée à un endroit précis à l'intérieur d'un enroulement de transformateur ; celle-ci peut différer de la température moyenne ou de la température maximale de l'huile.
Pourquoi la température au point chaud de l'enroulement diffère-t-elle de la température de l'huile en haut de l'enroulement ?
La température maximale de l'huile reflète l'état général de l'huile, tandis que certaines zones locales des enroulements peuvent atteindre des températures plus élevées en raison du courant de charge, du débit de refroidissement et des différences de conception.
Comment estime-t-on habituellement la température des points chauds des enroulements d'un transformateur ?
Elle est généralement calculée à partir de la température de l'huile en tête, à laquelle s'ajoute un gradient de température modélisé en fonction de la charge et des hypothèses de conception.
Peut-on mesurer directement la température aux points chauds de l'enroulement ?
Oui — des capteurs de température à fibre optique peuvent être placés à certains emplacements de l'enroulement afin de mesurer directement la température.
Pourquoi utilise-t-on des capteurs à fibre optique à l'intérieur des enroulements des transformateurs ?
Ils sont électriquement passifs et insensibles aux interférences électromagnétiques, ce qui convient parfaitement à l'environnement haute tension qui règne à l'intérieur d'un enroulement.
Combien de capteurs de points chauds d'enroulement faut-il prévoir ?
Cela dépend du type de transformateur, de sa puissance nominale, du nombre de phases et des emplacements thermiques spécifiques à surveiller.
À quel endroit faut-il installer les capteurs de température à fibre optique dans l'enroulement d'un transformateur ?
Le positionnement doit être déterminé en fonction des spécifications techniques du transformateur et de l’analyse thermique, plutôt qu’en fonction d’une position générique fixe.
Est-il possible d'installer des capteurs de points chauds à fibre optique dans un transformateur existant ?
Cela dépend de la conception du transformateur et de son accessibilité physique : la fabrication de nouveaux transformateurs offre davantage de souplesse en matière d'implantation que la modernisation.
La mesure directe des points chauds peut-elle être utilisée conjointement avec les modèles thermiques WTI ou de transformateur ?
Oui — les mesures directes et les températures calculées ou indiquées peuvent être utilisées conjointement pour obtenir une image thermique plus complète.
Prévoir la surveillance des points chauds des enroulements avant la construction du transformateur
Pour les nouveaux projets de transformateurs, l'emplacement des capteurs et le tracé de la fibre optique peuvent être planifiés en parallèle de la conception des enroulements. Envoyez-nous le type de votre transformateur, les informations relatives aux enroulements et vos exigences en matière de surveillance afin que nous puissions évaluer les points de détection adaptés et l'architecture de surveillance.
