Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2026-08-11 Origine : Site
Les transformateurs jouent un rôle crucial dans les systèmes électriques en effectuant la conversion de tension et la distribution d'énergie, et leur état de fonctionnement affecte directement la fiabilité de l'alimentation électrique. Qu'il s'agisse d'un transformateur immergé dans l'huile ou un transformateur de type sec , des problèmes peuvent survenir après un fonctionnement à long terme. Certaines failles se développent progressivement, avec seulement de légères anomalies des paramètres au début. S’ils ne sont pas détectés à temps, ils peuvent s’aggraver progressivement et éventuellement conduire à l’arrêt des équipements, voire à un grillage.
Pour les compagnies d'électricité, les entrepreneurs EPC et les clients industriels, comprendre les défauts courants des transformateurs , comment les identifier et comment les gérer peut aider à détecter les problèmes à temps pendant la phase d'exploitation d'un projet et à réduire les pertes causées par des pannes imprévues.
Zisheng Electric est profondément impliqué dans les services de R&D, de fabrication et de support de projets de transformateurs depuis de nombreuses années, accumulant une certaine expérience en matière d'analyse des défauts et d'exploitation et de maintenance dans différents environnements d'application. Sur la base des problèmes courants rencontrés en fonctionnement réel, cet article analyse les principaux types de défauts de transformateur, les méthodes de diagnostic et les mesures de traitement correspondantes.
Du point de vue de la localisation des défauts, les défauts des transformateurs se produisent principalement dans les enroulements, les noyaux, les systèmes d'isolation, les changeurs de prises, les traversées et les systèmes de refroidissement . Du point de vue des caractéristiques des défauts, ils peuvent être classés en défauts électriques, défauts thermiques, défauts mécaniques et défauts liés à l'huile.
L’ enroulement est l’une des parties d’un transformateur les plus sujettes aux pannes. Les défauts courants comprennent principalement les courts-circuits entre spires , les courts-circuits couche à couche et la déformation des enroulements..
Lorsqu'un court-circuit entre spires ou couche à couche se produit, un courant de circulation important se forme dans la section court-circuitée, provoquant une augmentation rapide de la température de l'enroulement. Les symptômes comprennent : une température d'huile anormalement élevée , une augmentation du courant côté alimentation et une résistance CC déséquilibrée entre les phases. Dans les cas graves, des bruits anormaux peuvent également être entendus provenant du réservoir d’huile.
Les principales causes de courts-circuits comprennent généralement : le vieillissement de l’isolation ou l’absorption d’humidité, qui réduit la résistance de l’isolation ; problèmes cachés laissés lors de la fabrication, tels que des dommages à l'isolation entre les tours elle-même ; et les impacts des courants de court-circuit pendant le fonctionnement, qui provoquent une déformation de l'enroulement et des dommages ultérieurs à l'isolation.
La déformation du bobinage est principalement causée par les forces électromagnétiques générées lors de défauts de court-circuit externes. Lorsqu'un transformateur subit un court-circuit à la sortie ou à proximité, l'enroulement peut subir une déformation irréversible. Même si le transformateur peut continuer à fonctionner à ce moment-là, l'isolation peut déjà avoir été endommagée, ce qui rend très probable qu'il se transforme ultérieurement en court-circuit.
Le diagnostic des défauts des bobinages repose principalement sur les méthodes suivantes :
Test de résistance CC. Mesurez la résistance CC de chaque enroulement de phase. Si le taux de déséquilibre triphasé dépasse la norme (généralement 2%), cela peut essentiellement indiquer la présence d'un court-circuit entre spires ou d'un mauvais contact.
Test de rapport de rotation. Mesurez le rapport de tension à chaque position de prise. Si l'écart dépasse la plage autorisée, il peut y avoir un court-circuit entre spires dans l'enroulement.
Test d'impédance de court-circuit. Les changements d'impédance de court-circuit peuvent indiquer si l' enroulement a subi une déformation.
Analyse des gaz dissous (DGA) de l'huile de transformateur. Une surchauffe ou une décharge dans le bobinage générera des gaz spécifiques. En analysant la composition gazeuse du pétrole, le type et la gravité du défaut peuvent être déterminés.
Le traitement des défauts d'enroulement dépend du type de défaut spécifique et de sa gravité.
Pour les courts-circuits mineurs entre les tours , une filtration de l'huile et un traitement de séchage peuvent être tentés en premier. En cas graves des enroulements de défauts , le transformateur doit être mis hors service pour maintenance. La partie active doit être retirée pour inspection et le bobinage endommagé doit être remplacé ou rembobiné. Si la déformation de l'enroulement est importante, l'enroulement ou l'ensemble du transformateur devra peut-être être remplacé.
Pour la prévention : évitez les opérations de surcharge à long terme ; effectuer des tests de déformation des enroulements rapidement après l'apparition de défauts de court-circuit dans le système ; et effectuer régulièrement des tests préventifs pour surveiller l'évolution des conditions d'isolation des enroulements.
Le noyau est le circuit magnétique du transformateur. Les principaux défauts sont les mises à la terre multipoints et les surchauffes locales.
En fonctionnement normal, le noyau ne peut avoir qu'un seul point de mise à la terre. Une fois que deux points de mise à la terre ou plus apparaissent, un circuit fermé sera formé. Sous un champ magnétique alternatif, des courants circulants seront générés, provoquant une surchauffe locale du noyau.
Un autre problème courant est l’endommagement de l’isolation entre les tôles d’acier au silicium, généralement causé par des dommages mécaniques ou un vieillissement opérationnel à long terme. Les courts-circuits locaux entre les tôles d'acier au silicium augmentent les pertes par courants de Foucault, entraînant une augmentation de la température locale.
Les méthodes de diagnostic des défauts principaux comprennent :
Mesure du courant de mise à la terre. Installez un ampèremètre en série avec la du noyau . ligne de mise à la terre Une augmentation significative du courant mesuré indique un éventuel de mise à la terre multipoint . défaut
Analyse des gaz dissous (DGA) de l'huile de transformateur. La surchauffe du cœur génère des gaz caractéristiques et la DGA peut déterminer si le cœur a subi une surchauffe.
Détection de décharge partielle. La mise à la terre multipoint du noyau s'accompagne souvent d'une décharge partielle, qui peut être utilisée comme méthode de confirmation auxiliaire.
Pour la mise à la terre multipoint du noyau , une résistance de limitation de courant peut être temporairement connectée dans le circuit de mise à la terre pour limiter le courant de mise à la terre. En fin de compte, le transformateur doit être mis hors service pour maintenance. La partie active doit être retirée, l' état de mise à la terre du noyau inspecté et les points de mise à la terre inutiles retirés.
Si l'isolation entre les tôles d'acier au silicium est endommagée, la partie active doit également être retirée. Les zones endommagées doivent être réparées avec un traitement d'isolation ou les tôles d'acier au silicium endommagées doivent être remplacées.
Le système d’isolation est la clé du fonctionnement fiable à long terme d’un transformateur. Les principaux défauts liés à l'isolation sont le vieillissement de l'isolation et l'absorption de l'humidité de l'isolation..
Vieillissement de l'isolation. Il s'agit d'un problème inévitable pendant le fonctionnement. Sous les effets combinés de facteurs électriques, thermiques, mécaniques et environnementaux, les performances de l’isolation se détériorent progressivement avec le temps. Le taux de vieillissement est directement lié à la température de fonctionnement. Selon les principes du vieillissement thermique, la durée de vie des matériaux isolants diminue considérablement à mesure que la température de fonctionnement augmente. Dans la conception technique, les modèles de vieillissement thermique pertinents sont généralement référencés pour évaluation. DGA peut détecter les gaz caractéristiques générés pendant le processus de vieillissement.
Absorption de l'humidité de l'isolation. Il s’agit d’une cause majeure de détérioration soudaine des performances d’isolation . Le système d'isolation comprend principalement l'isolation des enroulements, l'isolation intercouche et l'isolation inter-spires. Un fonctionnement prolongé à haute température accélère le vieillissement des matériaux isolants, réduisant ainsi leur résistance mécanique et leurs performances électriques. Les causes courantes d'absorption d'humidité comprennent : le vieillissement ou l'endommagement des composants d'étanchéité, un faible niveau d'huile qui augmente la zone de contact entre l'huile isolante et l'air et l'incapacité du reniflard à empêcher l'humidité de pénétrer.
Test de résistance d'isolement. Utilisez un mégohmmètre pour mesurer la résistance d'isolement entre les enroulements et la terre ainsi qu'entre les enroulements. Une valeur de résistance considérablement faible indique que l' isolant a peut-être absorbé de l'humidité ou vieilli.
Test du facteur de perte diélectrique (tanδ). Mesurez le facteur de perte diélectrique du matériau isolant . Une augmentation de la valeur indique une baisse des performances d'isolation .
Analyse de l'humidité dans l'huile. Mesurez la teneur en eau de l'huile isolante. Le niveau d'humidité acceptable doit être évalué en fonction du niveau de tension de l'équipement et des conditions de fonctionnement. Les équipements à haute tension ont généralement des exigences plus strictes en matière d’humidité. Une humidité excessive indique que le système d'isolation a absorbé de l'eau.
Test de qualité de l'huile. Cela comprend les tests de tension de claquage, la mesure de l'indice d'acide et la mesure de la tension interfaciale, qui peuvent évaluer de manière exhaustive l'état de l'huile isolante.
Pour l'absorption de l'humidité de l'isolation , un traitement de séchage sous vide peut être effectué pour éliminer l'humidité des matériaux isolants . La filtration de l'huile sous pression sous vide peut également éliminer efficacement l'eau et les gaz de l'huile isolante.
Si le vieillissement de l’isolation est important, un remplacement de l’huile ou un traitement de régénération de l’huile isolante est nécessaire. Dans les cas extrêmes, les matériaux isolants vieillissants doivent être remplacés.
Les principales mesures de prévention sont les suivantes : effectuer régulièrement des tests de performance d'isolation et établir une analyse des tendances des changements dans l'état de l'isolation ; maintenir le système d'étanchéité en bon état pour empêcher la pénétration d'humidité ; s'assurer que le reniflard fonctionne correctement et remplacer régulièrement le déshydratant.
Le changeur de prises est l'un des composants du transformateur présentant un taux de défaillance relativement élevé. Les problèmes courants incluent un mauvais contact des contacts, l’érosion des contacts et les défaillances du mécanisme de commutation.
En cas de mauvais contact, la résistance de contact augmente, provoquant un échauffement local important. Au fil du temps, les contacts peuvent brûler ou même se souder. Les symptômes comprennent : une augmentation de la température de l'huile , une tension de sortie anormale et un déséquilibre accru de la résistance CC .
Les principales causes comprennent : une pression insuffisante du ressort de contact, entraînant un mauvais contact ; oxydation ou contamination de la surface de contact, augmentant la résistance de contact ; usure des contacts causée par des commutations fréquentes ; et des défaillances mécaniques dans le mécanisme de commutation, empêchant une commutation correcte.
Test de résistance CC. Mesurez la résistance CC à chaque position de prise. Si la résistance à une certaine position est nettement plus élevée, cela indique un mauvais contact à cette position.
Mesure de température infrarouge. Pendant le fonctionnement, utilisez une caméra thermique infrarouge pour observer la répartition de la température autour de la zone du changeur de prises et identifier les points de surchauffe locaux.
Test de commutation. Effectuez des opérations de commutation étape par étape pour vérifier si le fonctionnement se déroule sans problème et si le changeur de prises atteint la position correcte.
En cas de mauvais contact, le transformateur peut d'abord être mis hors service. Le changeur de prises peut être commuté plusieurs fois pour éliminer le film d'oxyde sur la surface de contact par action mécanique. Si le problème persiste, la partie active doit être retirée pour inspection. Les contacts doivent être réparés par polissage ou remplacés s'ils sont gravement brûlés.
Par mesure de prévention : évitez le fonctionnement fréquent des changeurs de prises à vide dans des conditions de charge ; inspectez régulièrement le mécanisme de commande et l’état des contacts.
Les transformateurs immergés dans l’huile dépendent de l’huile isolante pour l’isolation et la dissipation thermique. Une fois que la qualité de l'huile se détériore, les performances de fonctionnement et la durée de vie du transformateur seront affectées.
La détérioration de la qualité de l'huile est indiquée par : une couleur d'huile plus foncée, un indice d'acide accru, un facteur de perte diélectrique accru et une tension de claquage réduite . Les causes incluent l'oxydation de l'huile isolante lors d'un fonctionnement à long terme. Dans les transformateurs immergés dans l’huile, l’huile isolante remplit à la fois les fonctions d’isolation et de refroidissement. Une qualité détériorée de l’huile réduit la capacité de dissipation thermique et abaisse le niveau global d’isolation.
Les fuites d'huile sont un défaut externe très courant dans les transformateurs immergés dans l'huile . Les fuites d'huile réduisent non seulement la quantité d'huile, mais permettent également à l'humidité et aux impuretés de pénétrer dans le réservoir d'huile, accélérant ainsi la détérioration de la qualité de l'huile..
Analyse de la qualité de l'huile. Collectez régulièrement des échantillons d'huile pour les tester, notamment la tension de claquage, la teneur en humidité, l'indice d'acide et le facteur de perte diélectrique.
Contrôle du niveau d'huile. Vérifiez l'indicateur de niveau d'huile. Une diminution continue du niveau d'huile indique une fuite possible.
Inspection visuelle. Vérifiez le réservoir d'huile, les soudures, les vannes, les joints d'étanchéité et d'autres zones pour détecter tout signe de fuite d'huile.
En cas de détérioration de la qualité de l'huile , un traitement de filtration et de régénération peut être effectué pour éliminer l'humidité, les impuretés et les produits de dégradation. L’huile gravement détériorée doit être remplacée directement.
Le traitement des fuites d'huile dépend de l'emplacement et de la cause de la fuite : remplacez les composants d'étanchéité en cas de fuite du joint ; réparer les soudures si des fuites se produisent au niveau des joints de soudure ; réparer ou remplacer les vannes si elles fuient.
En prévention : effectuer régulièrement des contrôles de qualité des huiles ; maintenir un niveau d'huile normal et éviter des niveaux d'huile trop bas ; assurez-vous que le reniflard fonctionne correctement.
Le système de refroidissement du transformateur est chargé de dissiper la chaleur générée pendant le fonctionnement. En cas de panne du système de refroidissement , l’ du transformateur échauffement peut dépasser la limite autorisée, accélérant ainsi le vieillissement de l’isolation..
Les défauts courants du système de rle des systèmes électriques modernes, permettant une transmission d’énergie, une conversion de tension et une distribution d’énergie sûres et efficaces dans toutes les industries. En tant que fabricant de confiance, ZISHENG Transformers intègre des normes mondiales, une durabilité de qualit ~!phoenix_var153_2!~
Surveillance de la température de l'huile. Vérifiez la température supérieure de l'huile du transformateur. Si la température de l'huile est nettement supérieure à la normale dans les mêmes conditions de charge et de température ambiante, cela indique que le système de refroidissement peut avoir un problème.
Inspection des équipements de refroidissement. Vérifiez l'état de fonctionnement des pompes à huile et des ventilateurs pour confirmer s'ils fonctionnent correctement.
Inspection du radiateur. Vérifiez si la surface du radiateur a accumulé une poussière excessive, ce qui peut affecter la dissipation thermique.
Si le radiateur est bloqué, nettoyez-le ou soufflez-le pour restaurer sa capacité de dissipation thermique. Si la pompe à huile ou le ventilateur est endommagé, réparez-le ou remplacez-le. Si le refroidisseur fuit, localisez et réparez le point de fuite.
En prévention : nettoyer régulièrement les radiateurs ; inspecter régulièrement les pompes à huile et les ventilateurs ; et effectuer une inspection et un entretien complets du système de refroidissement avant le début de la saison des températures élevées.
Emplacement du défaut |
Types de défauts courants |
Méthodes de diagnostic |
Mesures de traitement |
|---|---|---|---|
Enroulement |
Court-circuit entre spires, court-circuit couche à couche, déformation des enroulements |
Test de résistance CC, test de rapport de transformation, test d'impédance de court-circuit |
Réparer le bobinage ou remplacer les composants endommagés |
Cœur |
Mise à la terre multipoint, surchauffe locale |
Détection du courant de terre, DGA |
Élimine les points de mise à la terre anormaux |
Isolation |
Vieillissement, absorption d'humidité |
Tests d'isolation, analyse d'échantillons d'huile |
Traitement de séchage et restauration des performances d’isolation |
Changeur de prises |
Mauvais contact, érosion des contacts, défaillance du mécanisme de commutation |
Test de résistance DC, mesure de température infrarouge, test de commutation |
Retirer le film d'oxyde lors des opérations de commutation ; polir ou remplacer les contacts brûlés |
Qualité de l'huile |
Détérioration de l'huile, absorption de l'humidité de l'huile isolante |
Analyse de la qualité de l'huile, inspection du niveau d'huile, inspection visuelle |
Traitement de filtration et de régénération ; remplacer l'huile dans les cas graves ; réparer les points de fuite |
Circuit de refroidissement |
Blocage du radiateur, panne de la pompe à huile, panne du ventilateur |
Surveillance de la température d'huile, inspection des équipements de refroidissement, inspection des radiateurs |
Nettoyer les radiateurs ; réparer ou remplacer les pompes à huile et les ventilateurs |
Les tests préventifs constituent une méthode importante pour identifier rapidement les défauts potentiels des transformateurs. Les principaux éléments du test comprennent :
Test de résistance d'isolement
Test de résistance CC
Test de rapport de rotation
Test du facteur de perte diélectrique
Analyse des gaz dissous (DGA) de l'huile de transformateur
Détection de décharge partielle
Détection par imagerie thermique infrarouge
En effectuant régulièrement ces tests et en accumulant des données historiques pour l'analyse des tendances, les signes de défaillance potentiels peuvent être identifiés avant qu'ils ne se transforment en pannes graves.
La DGA est actuellement l’une des méthodes de diagnostic des défauts des transformateurs les plus utilisées . Lorsque des défauts thermiques ou électriques surviennent à l’intérieur d’un transformateur, l’huile isolante et les matériaux isolants solides se décomposent et génèrent des gaz spécifiques. En analysant la composition et la concentration des gaz dissous dans l'huile, le type de défaut (tel que surchauffe, décharge, vieillissement de l'isolation , etc.) et sa gravité peuvent être déterminés.
Différents types de défauts produisent différentes combinaisons de gaz caractéristiques. Des méthodes telles que la méthode des trois rapports peuvent être utilisées pour une identification préliminaire des défauts. Des tests réguliers DGA sur les transformateurs importants et l'établissement d'une analyse des tendances de la teneur en gaz peuvent permettre une alerte précoce en cas de panne.
L'imagerie thermique infrarouge peut détecter la répartition de la température à la surface de l'équipement sans arrêter le transformateur et identifier les points de surchauffe locaux. Cette méthode convient à la détection de défauts tels qu'un mauvais contact dans les changeurs de prises , une surchauffe des connexions à traversées et une surchauffe locale du noyau . Il ne nécessite aucun arrêt ni contact physique, ce qui le rend relativement pratique.
Avec le développement rapide des technologies de capteurs et de communication, les systèmes de surveillance en ligne des transformateurs deviennent de plus en plus courants. En surveillant en permanence des paramètres tels que la température de l'huile, la température des enroulements, les gaz dissous dans l'huile et les décharges partielles, l'état de fonctionnement des transformateurs peut être surveillé en temps réel.
des transformateurs Les défauts courants impliquent plusieurs aspects, notamment les enroulements, les noyaux, l’isolation, les changeurs de prises, la qualité de l’huile et les systèmes de refroidissement. La plupart des défauts montrent en fait des signes avant-coureurs à un stade précoce, tels qu'une augmentation anormale de la température de l'huile , des changements dans la teneur en gaz et un déséquilibre de la résistance CC . Si ces signaux peuvent être détectés et traités à temps, l’escalade des défauts peut généralement être évitée.
Pour les utilisateurs de transformateurs, l'établissement d'un système de tests préventifs standardisé , l'équipement des équipements de test nécessaires, l'accumulation des données d'exploitation et la réalisation d'analyses de tendances sont des mesures fiables pour réduire les risques de pannes et prolonger la durée de vie des équipements.
Zisheng Electric est engagé dans la R&D et la fabrication de transformateurs et d'équipements électriques depuis de nombreuses années. Ses produits couvrent les transformateurs immergés dans l'huile, , les transformateurs de type sec, , les transformateurs en alliage amorphe et les appareillages de commutation. L'entreprise propose une production personnalisée selon des normes telles que CEI 60076 et GOST , desservant les marchés du Moyen-Orient, d'Amérique du Sud, d'Afrique et de Russie. Pour toute demande concernant de fonctionnement et de maintenance du transformateur , le diagnostic des défauts ou la sélection d'équipements , les clients sont invités à envoyer les paramètres du projet via les canaux officiels de Zisheng Electric pour la communication technique.
Zisheng Electric — des années d'expérience dans la R&D et la fabrication d'équipements électriques. Ses produits comprennent des transformateurs de type sec, , des transformateurs immergés dans l'huile, , des transformateurs en alliage amorphe et des appareillages de commutation , avec une production personnalisée disponible conformément aux normes internationales telles que CEI 60076 et GOST . La société sert des clients au Moyen-Orient, en Amérique du Sud, en Afrique et en Russie. Pour une assistance liée au diagnostic des défauts du transformateur, , à l'exploitation et à la maintenance , ou à la sélection d'équipements, veuillez envoyer les paramètres du projet via les canaux officiels de Zisheng Electric pour recevoir une assistance technique.
