Transformateurs Triphasés Immergés Dans L'huile: Composants De Base, Fonctionnement Et Maintenance

Transformateurs triphasés immergés dans l'huile : composants principaux, fonctionnement et maintenance
Guide complet des systèmes de distribution d'énergie

Les transformateurs immergés dans l'huile sont essentiels dans les réseaux électriques, assurant une transmission efficace de l'énergie. Ce guide détaille leur structure, leurs fonctions et les pratiques de maintenance pour les ingénieurs et les professionnels de l'industrie.

Composants principaux : fonctions des pièces clés

1. Le « cœur » et les « vaisseaux sanguins »

Noyau de fer (squelette du circuit magnétique) :

• Fonction : Conduit les champs magnétiques tout en minimisant les pertes d'énergie.
• Structure : Fabriqué à partir de tôles d'acier au silicium laminées à froid (0,35 à 0,5 mm d'épaisseur), recouvertes d'une peinture isolante ou de couches d'oxyde pour réduire les courants de Foucault.
• Conception : Se compose de colonnes de noyau (sections verticales abritant les bobines) et de culasses (sections horizontales formant une boucle magnétique fermée).

Enroulements (bobines) :

• Primaire (entrée) vs. Secondaire (sortie) : Transfèrent l'énergie électrique des sources d'alimentation aux charges.
• Construction : Fils de cuivre ou d'aluminium isolés avec de l'émail haute résistance.
  • Les bobines basse tension (moins de spires) sont proches du noyau.
  • Les bobines haute tension (plus de spires) s'enroulent à l'extérieur, créant des canaux d'huile pour le refroidissement.

2. Enceinte et système de refroidissement

Cuve à huile :

• Rôle : Contient le noyau/les enroulements, remplie d'huile minérale isolante pour la protection diélectrique et la dissipation de la chaleur.
• Types d'huile :
  • N° 10 (point d'écoulement -10 °C), n° 25 (-25 °C), n° 45 (-45 °C) en fonction du climat régional.

Réservoir de conservation (coussin d'huile) :

• Fonction : Compense l'expansion/contraction de l'huile due aux changements de température.
• Caractéristiques :
  • La membrane interne isole l'huile de l'air.
  • Marques de la jauge de niveau d'huile : +40 °C (charge maximale), +20 °C (moyenne), -30 °C (charge minimale).
  • Le reniflard équilibre la pression lors de la dilatation thermique.

3. Composants de sécurité et de contrôle

Traversées :

• Rôle : Connecteurs isolés pour les lignes haute/basse tension sortant de la cuve.

Tuyau antidéflagrant :

• Fonction : Libère les surtensions soudaines (par exemple, les courts-circuits) pour éviter la rupture de la cuve.

Relais à gaz (relais Buchholz) :

• Surveillance : Détecte les défauts internes via des bulles de gaz dans l'huile.
  • Gaz léger : Déclenche une alarme.
  • Gaz lourd : Déclenche le déclenchement du disjoncteur.

Capteurs de température :

• Seuils : Alarme à 80 °C, arrêt automatique à 100 °C.

Interrupteur de mise à la terre du neutre :

• Objectif : Protège l'isolation lors des surtensions dans les systèmes de plus de 110 kV.

Changeur de prises :

• Types : En charge (réglage en direct) et hors charge (nécessite un arrêt).
• Règles de réglage : Pas progressifs (1 档 = pause d'1 minute) ; arrêt d'urgence si plusieurs pas se déclenchent.

Fonctionnement et maintenance : garantir la sécurité et la fiabilité

1. Consignes d'utilisation standard

• Limites de température :
  • Température d'huile supérieure ≤ 95 °C (idéalement ≤ 85 °C).
  • Écart de tension : ≤ ± 5 % de la tension nominale (jusqu'à ± 12 % avec l'accord du fabricant).
• Gestion des surcharges :
  • Surcharge normale : Basée sur l'historique de charge et l'efficacité du refroidissement.
  • Surcharge d'urgence : Suivre les spécifications du fabricant.

2. Scénarios d'arrêt d'urgence

Une action immédiate est requise pour :

1. Bruits internes inhabituels (par exemple, craquements).
2. Augmentation persistante de la température malgré un refroidissement normal.
3. Fuite d'huile du réservoir de conservation/du tuyau antidéflagrant.
4. Niveau d'huile inférieur à la marque de jauge minimale.
5. Particules de carbone noires dans l'huile ou traversées endommagées avec des arcs électriques.

3. Dépannage des problèmes courants

• Surchauffe : Vérifier les niveaux de charge, la fonctionnalité du système de refroidissement et la précision du thermomètre.
• Problèmes d'huile :
  • Huile gelée : surveiller le débit et la température.
  • Perte d'huile rapide : remédier rapidement aux fuites (soudure ou remplacement du joint).
• Activation du relais à gaz :
  • Gaz non inflammable : Remplacer l'huile.
  • Gaz combustible : Arrêter les opérations ; inspecter les défaillances d'isolation ou les défauts internes.

4. Liste de contrôle d'inspection de routine

1. Écouter les bruits anormaux ou les bruits de décharge.
2. Vérifier le niveau d'huile et l'étanchéité des joints.
3. Surveiller la température d'huile supérieure (≤ 85 °C).
4. Inspecter les traversées pour détecter les fissures ou les arcs électriques.
5. Vérifier le surchauffement des connexions des bornes.
6. Assurer l'intégrité de la membrane antidéflagrante.
7. Confirmer le niveau d'huile du relais à gaz et l'état de la membrane.
8. Tester la fonctionnalité du reniflard et la couleur du gel de silice (bleu = sec ; rose = saturé).
9. Valider l'efficacité du système de refroidissement (radiateurs/ventilateurs).
10. Inspecter les connexions de mise à la terre pour la continuité.

Conclusion

Les transformateurs triphasés immergés dans l'huile sont l'épine dorsale des réseaux électriques modernes, combinant une conception robuste avec une ingénierie précise. Une maintenance régulière, le respect des limites de fonctionnement et une résolution rapide des défauts garantissent la longévité et la stabilité du réseau. Pour des performances optimales, associez-vous à des fabricants certifiés et respectez les normes internationales telles que la CEI 60076.

Pour une assistance technique ou des solutions personnalisées, consultez des ingénieurs électriciens qualifiés.