Transformateurs secs modernes et facteurs externes agressifs

Les transformateurs secs modernes se distinguent par une fiabilité de fonctionnement assez élevée, mais, comme d'autres équipements électriques, des facteurs externes affectent leur durée de vie.

Facteurs environnementaux agressifs

Tenez compte des facteurs externes agressifs, à la suite desquels des dommages et une défaillance du transformateur peuvent survenir.

Les transformateurs secs sont soumis à diverses agressions chimiques et physiques, selon la qualité de l'environnement. Les dangers potentiels sont les suivants :

• humidité;

• pollution physique et chimique;

• vent.

Stockage des transformateurs secs

Pendant le stockage, la température du transformateur est égale à la température ambiante. Pendant cette période, son isolant est exposé à l'humidité : pénétration dans l'isolant et condensation en surface, ce qui peut provoquer des décharges ("overlaps") lors de la mise sous tension. Pour cette raison, il est recommandé de stocker un transformateur sec à une humidité relative ne dépassant pas 90% et de s'assurer qu'il n'y a pas de condensation avant de l'utiliser.

Fonctionnement des transformateurs secs

Un transformateur sec pendant le fonctionnement peut être exposé à diverses influences agressives.

Humidité élevée

Bien que la température de fonctionnement des bobines soit supérieure à la température ambiante, une humidité très élevée peut faire pénétrer l'humidité dans le matériau de la bobine et détériorer les propriétés d'isolation.

Poussière conductrice

Les champs électrostatiques attirent les particules de poussière déposées à la surface des bobines HT. Cela réduit la résistance aux courants de fuite de surface, augmentant la probabilité de chevauchement de l'isolation du transformateur.

Hydrocarbures volatils : vapeurs d'huile, etc.

Des vapeurs d'hydrocarbures attirées électrostatiquement peuvent se déposer sur la surface des serpentins. Par la suite, sous l'influence de la température, les hydrocarbures peuvent se transformer chimiquement pour former des dépôts semi-conducteurs ou conducteurs. Cela peut entraîner la fermeture de l'isolation ou perturber la répartition du champ électrique sur la surface, contribuant à l'accumulation de poussières conductrices.

Pollution chimique

Certaines substances provoquent la corrosion des matériaux isolants (sa vitesse dépend de l'humidité et de la température) et une détérioration des propriétés diélectriques.

Poussière, sable, sel

Le degré d'influence de ces facteurs dépend de la présence du vent. Les options suivantes sont disponibles :

• détérioration des paramètres électriques : qualité des contacts, résistance aux courants de fuite ;

• colmatage des ventilateurs ;

• effet abrasif sur la surface des isolateurs et réduction de la résistance de surface ; • accumulation de poussières conductrices sur les bobines HT ;

• bouches d'aération bouchées.

La poussière fine est hygroscopique, ce qui contribue en outre à la formation d'une couche conductrice à la surface de l'isolant.

Concentration acceptable

Pour les transformateurs de type sec fonctionnant dans des zones urbaines avec des installations industrielles ou à fort trafic, ainsi que dans des zones non protégées contre la poussière (sauf celles à proximité de sources de poussière), les restrictions suivantes doivent être respectées :

• humidité relative de l'air, pas plus de 90%;

• Concentration de SO2, pas plus de 0,1 mg/m3 ;

• Concentration de NOx, pas plus de 0,1 mg/m3 ;

• concentration de poussière et de sable, pas plus de 0,2 mg / m3;

• concentration de sel marin, pas plus de 0,3 g / m3;

Remarque : Les recommandations sont données conformément à la norme CEI 60721.

Compte tenu de ces limitations, la durée de vie attendue des transformateurs coûteux est préservée, soit des dizaines d'années.

Conditions thermiques du transformateur

Le mode de fonctionnement thermique du transformateur est l'un des facteurs les plus importants influençant le vieillissement de l'isolation et, par conséquent, sa durée de vie. Il est recommandé de respecter les conditions suivantes pour assurer un refroidissement adéquat, quels que soient la taille de la pièce et le degré de protection du transformateur de type sec (enveloppe). Ces recommandations s'appliquent également à d'autres types d'équipements électriques.

Traction

Le grand volume d'espace au-dessus du transformateur facilite une meilleure circulation de l'air chauffé. De plus, l'efficacité de la ventilation dépend de sa capacité à évacuer l'air de la partie supérieure de la pièce. Pour ce faire, l'admission doit être située le plus bas possible et l'échappement le plus haut possible et du côté opposé.

L'emplacement de l'entrée d'air (ventilateur) au-dessus du transformateur empêche l'air chaud de s'en échapper. Cela peut entraîner une augmentation de la température du transformateur au-dessus du niveau autorisé. Au mieux, la protection thermique fonctionnera ; dans le pire des cas, s'il manque, une surchauffe et un vieillissement prématuré de l'isolation se produiront.

Exigences pour la pièce où le transformateur sec est installé

Dimensions de la pièce

Le but d'une ventilation efficace des locaux est d'évacuer toute la chaleur générée par les équipements électriques (transformateurs, moteurs, radiateurs, etc.).

On suppose qu'en mode normal l'appareil émet des pertes de puissance P (kW).

Pour l'enlever avec ventilation, vous devez :

• ouverture d'admission d'air froid avec une surface efficace S (m2), située dans la partie inférieure à proximité du transformateur (la surface efficace de l'ouverture est sa surface réelle, moins toutes les interférences - grilles, vannes, etc.);

• une sortie d'air chaud de surface utile S'(m2) située au-dessus du côté opposé, si possible au-dessus du transformateur, à une hauteur H(m) par rapport à l'ouverture inférieure.

La surface des trous est déterminée par les formules: S = (0,18 * P) / H, S '= 1,1 * S.

L'espace au-dessus du transformateur doit rester libre jusqu'au plafond, sauf pour les raccordements.

Ces formules sont applicables lorsque l'équipement est installé à une hauteur allant jusqu'à 1000 m au-dessus du niveau de la mer à une température annuelle moyenne de 20 ° C.

S'il est impossible de prévoir les zones d'ouvertures susmentionnées pour la ventilation naturelle de la pièce, une ventilation forcée doit être appliquée à l'aide de l'installation :

• dans l'ouverture inférieure - un ventilateur d'alimentation de capacité Q (m3 / s), déterminé par les pertes de puissance selon la formule : Q = 0,1 * P ;

• sur l'ouverture supérieure - ventilateur d'extraction de capacité Q '(m3 / s), déterminé par la formule : Q' = 0,11 * P.

Si la surface d'un seul des trous est insuffisante, il est permis de limiter l'installation du ventilateur uniquement sur celui-ci.

Degré de protection

Dépend degré de protection (IP) et la transparence du maillage sur les parois du boîtier, la surface effective requise des évents peut être assez grande. Par exemple, dans une enveloppe IP31 d'un transformateur sec, la zone de perforation des yeux est de 50 %.

La présence d'autres équipements dans la chambre. Si d'autres équipements sont installés dans le local, lors du calcul de la ventilation, la puissance P doit inclure ses pertes à pleine charge.

Ventilateurs de ventilateur de transformateur

L'installation de ventilateurs de transformateur de ventilateur ne réduit en rien les besoins en ventilation de la pièce! Lorsque les ventilateurs fonctionnent, ils ont également besoin d'air froid pour entrer dans la pièce et d'air chaud pour s'échapper.

Climatiseur autour du transformateur

Poussière

L'accumulation de poussière sur le transformateur empêche une bonne dissipation de la chaleur, en particulier dans les industries poussiéreuses telles que celles impliquant le ciment. Un passage régulier de l'aspirateur (pas de soufflage !) est nécessaire.

Humidité atmosphérique

Du point de vue de la ventilation du transformateur et de la possibilité de sa surchauffe, l'humidité de l'air n'est pas un facteur dangereux. Cependant, lors du calcul des dimensions de la pièce et des ouvertures de ventilation, la présence d'éléments chauffants qui empêchent la formation de condensation doit être prise en compte.

Connaître et observer certaines règles et précautions pour protéger le transformateur pendant son stockage et son fonctionnement contre les facteurs agressifs de tout type est la clé du fonctionnement fiable du transformateur dans des conditions de charges de conception et de surcharges contrôlées.