Signes de défaillance des transformateurs de puissance pendant le fonctionnement
Surchauffe du transformateur
Surcharge du transformateur.
Il est nécessaire de vérifier la charge sur le transformateur. Pour les transformateurs à charge constante, la surcharge peut être réglée à l'aide d'ampèremètres, pour les transformateurs à courbe de charge inégale - en prenant un programme de courant quotidien.
Il convient également de noter que les transformateurs autorisent des surcharges normales, en fonction de la courbe de charge, de la température ambiante et de la sous-charge estivale. De plus, les surcharges d'urgence des transformateurs sont autorisées, quelle que soit la charge précédente et la température du fluide de refroidissement.
Les augmentations de température admissibles des différentes parties du transformateur et de l'huile au-dessus de la température du fluide de refroidissement, de l'air ou de l'eau ne doivent pas dépasser les valeurs standard. Si ces mesures ne donnent pas l'effet souhaité, il est nécessaire de décharger le transformateur en connectant un autre transformateur pour un fonctionnement en parallèle ou en déconnectant les consommateurs moins critiques.
Température ambiante élevée pour les transformateurs. Il est nécessaire de mesurer la température de l'air dans la salle du transformateur à une distance de 1,5 à 2 m de la cuve du transformateur au milieu de sa hauteur. Si cette température est supérieure de plus de 8 à 10 °C à la température de l'air extérieur, il est nécessaire d'améliorer la ventilation de la salle des transformateurs.
Niveau d'huile bas dans le transformateur. Dans ce cas, la partie exposée de la bobine et de l'acier actif surchauffe fortement ; Après s'être assuré qu'il n'y a pas de fuite d'huile du réservoir, il est nécessaire d'ajouter de l'huile jusqu'au niveau normal.
Défauts internes du transformateur : courts-circuits entre spires, phases ; la formation d'un court-circuit dû à des dommages à l'isolation des boulons (goujons) serrant l'acier actif du transformateur; courts-circuits entre les tôles d'acier actives du transformateur.
Tous ces inconvénients pour les courts-circuits mineurs, malgré la température locale élevée, ne donnent généralement pas toujours une augmentation notable de la température globale de l'huile, et le développement de ces défauts conduit à une augmentation rapide de la température de l'huile.
Bourdonnement inhabituel dans le transformateur
La pression sur le circuit magnétique feuilleté du transformateur est affaiblie. Les boulons de serrage doivent être serrés.
La rupture d'épissure dans le circuit magnétique avant du transformateur est rompue. Sous l'influence des vibrations du circuit magnétique, le serrage des boulons verticaux serrant les tiges avec des culasses affaiblies, cela a modifié les interstices dans les joints, ce qui a provoqué un bourdonnement accru. Il est nécessaire de supprimer le noyau magnétique en remplaçant les joints dans les joints supérieur et inférieur des tôles du noyau magnétique.
Les tôles extérieures du circuit magnétique du transformateur vibrent. Il faut caler les feuilles avec du carton électrique.
Boulons desserrés fixant le couvercle du transformateur et d'autres pièces. Vérifiez le serrage de tous les boulons.
Le transformateur est surchargé ou la charge de phase est significativement déséquilibrée. Il est nécessaire d'éliminer la surcharge du transformateur ou de réduire le déséquilibre de charge des consommateurs.
Les courts-circuits se produisent entre les phases et les spires. La bobine doit être réparée.
Le transformateur fonctionne en surtension. Il est nécessaire de régler le commutateur de tension (si présent) sur la position correspondant à la tension augmentée.
Envoi à l'intérieur du transformateur
Chevauchement (mais pas de rupture) entre les enroulements ou les robinets du boîtier en raison de surtensions. La bobine doit être vérifiée et réparée.
Interruption de la mise à la terre. Comme vous le savez, l'acier actif et toutes les autres parties du circuit magnétique d'un transformateur sont mis à la terre pour drainer vers la terre les charges statiques qui apparaissent sur ces parties, car la bobine et les parties métalliques du circuit magnétique sont essentiellement les plaques d'un condensateur.
Lorsque la terre est interrompue, des décharges peuvent se produire sur l'enroulement ou ses prises vers le boîtier, ce qui est perçu comme une fissuration à l'intérieur du transformateur.
Besoin de récupération mise à la terre au niveau auquel elle a été réalisée par le constructeur : relier la masse aux mêmes points et du même côté du transformateur, c'est-à-dire du côté des bornes de l'enroulement basse tension. Cependant, si la mise à la terre est mal rétablie, des courts-circuits peuvent se produire dans le transformateur, dans lesquels des courants de circulation peuvent se produire.
Casser les enroulements du transformateur et les briser
Répartition des enroulements du coffret entre enroulements haute et basse tension ou entre phases.
Causes de dommages aux enroulements du transformateur :
a) il y a des surtensions associées à des orages, des processus d'urgence ou des processus de commutation ;
b) la qualité de l'huile s'est fortement détériorée (humidité, pollution, etc.) ;
c) le niveau d'huile a baissé ;
d) l'isolation a subi une usure naturelle (vieillissement) ;
e) avec des courts-circuits externes, ainsi qu'avec des courts-circuits à l'intérieur du transformateur, efforts électrodynamiques.
Il convient de souligner que les surtensions ne peuvent pas provoquer de ruptures d'isolement, mais uniquement des chevauchements entre enroulements, phases ou entre l'enroulement et l'enveloppe du transformateur. En raison du chevauchement, seule la surface de quelques spires fond généralement et de la suie apparaît sur les spires adjacentes, mais il n'y a pas de connexion complète entre les spires, les phases ou entre l'enroulement et le boîtier du transformateur.
La rupture d'isolation de l'enroulement du transformateur peut être détectée avec un mégohmmètre. Cependant, dans certains cas, lorsque des points nus apparaissent sous forme de points (décharge ponctuelle) à la suite d'une surtension d'enroulement, le défaut ne peut être détecté qu'en testant le transformateur avec une tension appliquée ou induite. Il est nécessaire de réparer le bobinage et, si nécessaire, de changer l'huile du transformateur.
Ruptures dans les enroulements du transformateur. À la suite d'une rupture ou d'un mauvais contact, une partie du fil fond ou brûle. Un défaut est détecté par la libération de gaz combustible dans le relais de gaz et le fonctionnement du relais de signalisation ou de déclenchement.
Causes des ruptures dans les enroulements du transformateur :
a) bobine mal soudée ;
b) il y avait des dommages aux fils reliant les extrémités des bobines aux bornes ;
c) lors d'un court-circuit, des forces électrodynamiques se développent à l'intérieur et à l'extérieur du transformateur. Une ouverture peut être détectée en lisant des ampèremètres ou en utilisant un mégohmmètre.
Lors de la connexion en triangle des enroulements du transformateur, la phase de circuit ouvert est détectée en déconnectant l'enroulement en un point et en testant chaque phase du transformateur séparément. La rupture se produit le plus souvent aux endroits où l'anneau est plié sous le boulon.
La bobine doit être réparée.
Afin d'éviter la répétition de l'interruption des prises de l'enroulement du transformateur, une prise en fil rond doit être remplacée par une connexion souple - un amortisseur constitué d'un ensemble de fines bandes de cuivre de section égale à la section du fil.
Protection gaz transformateur
La protection du gaz contre les dommages internes ou le fonctionnement anormal du transformateur, selon l'intensité de la formation de gaz, est déclenchée soit par un signal, soit par un arrêt, soit les deux simultanément.
La protection contre les gaz est déclenchée par un signal.
Raisons de désactiver la protection gaz du transformateur :
a) il y a eu des dommages internes au transformateur, entraînant un léger dégagement de gaz ;
b) lors du remplissage ou du nettoyage de l'huile, de l'air est entré dans le transformateur ;
c) le niveau d'huile diminue lentement en raison d'une diminution de la température ambiante ou en raison d'une fuite d'huile du réservoir.
La protection de gaz du transformateur s'est déclenchée pour le signal et le déclenchement ou le déclenchement seulement.Cela est dû à des dommages internes au transformateur et à d'autres causes accompagnées d'une forte formation de gaz :
a) il y a eu un court-circuit entre les spires de l'enroulement primaire ou secondaire du transformateur. Ces dommages peuvent être causés par une isolation insuffisante des joints de transition, une rupture de l'isolation des spires lors des essais de pression ou dues à des pannes sur le cuivre de la bobine, des dommages mécaniques à l'isolation, une usure naturelle, des surtensions, des forces électrodynamiques lors de courts-circuits, des bobines exposition due à la réduction du niveau d'huile.
Un courant important circule dans les spires court-circuitées et le courant de phase ne peut augmenter que légèrement ; l'isolation des spires brûle rapidement, les spires elles-mêmes peuvent brûler et la destruction des spires voisines est possible. Dans son évolution, l'accident peut se transformer en court-circuit phase-phase.
Si le nombre de boucles fermées est important, alors dans un court laps de temps, l'huile devient très chaude et peut bouillir. En l'absence de relais gaz, l'huile et la fumée peuvent être expulsées par le bouchon de sécurité du détendeur.
Un court-circuit entre les spires s'accompagne non seulement d'un échauffement anormal de l'huile et d'une certaine augmentation du courant côté alimentation, mais aussi d'une diminution de la résistance de la phase où s'est produit le court-circuit ;
b) un court-circuit phase-phase s'est produit, causé par les mêmes raisons que la rupture d'isolation et se produisant violemment. Dans ce cas, l'huile peut être évacuée du détendeur ou à travers la membrane du tube de sécurité, qui est installée dans les transformateurs d'une capacité de 1000 kVA et plus;
c) un court-circuit s'est produit en raison d'un défaut d'isolation des boulons fixant l'acier actif du transformateur. Le court-circuit chauffe beaucoup et provoque une surchauffe de l'huile. Le boulon et les tôles d'acier actives à proximité peuvent être détruits. Dans les transformateurs à circuits magnétiques frontaux, un court-circuit peut se produire au contact des culasses des plots appuyant sur les tiges ;
d) un court-circuit s'est produit entre les tôles d'acier actif en raison d'une rupture de l'isolant entre les tôles à la suite de l'usure naturelle (vieillissement) de l'isolant. Important courants de Foucault contribuent à une importante surchauffe locale de l'acier actif qui, avec le temps, peut conduire à une combustion locale de l'acier (feu dans le fer). Dans les circuits magnétiques avant, un fort échauffement des joints par des courants de Foucault peut se produire en raison de l'endommagement des joints qu'ils contiennent;
e) le niveau d'huile dans le transformateur a considérablement baissé ou l'air est séparé de l'huile de manière intensive en raison d'un refroidissement soudain ou après une réparation (remplissage d'huile fraîche, nettoyage avec une centrifugeuse, etc.).
Il convient de souligner qu'en pratique, il y a également eu des cas de fonctionnement erroné de la protection gaz en raison d'un dysfonctionnement des circuits de commutation secondaires de la protection. Par exemple, le fonctionnement de la protection contre les gaz d'un transformateur peut être causé par diverses raisons. Par conséquent, avant de procéder au dépannage, il est nécessaire d'établir avec précision la raison qui a provoqué le fonctionnement de la protection contre les gaz. Pour ce faire, il est nécessaire de savoir laquelle des protections (relais) a fonctionné, de mener une étude des gaz accumulés dans le relais de gaz et de déterminer leur inflammabilité, leur couleur, leur quantité et leur composition chimique.
L'inflammabilité du gaz indique un dommage interne. Si les gaz sont incolores et ne brûlent pas, la raison de l'action du relais est l'air libéré de l'huile.La couleur du gaz émis permet d'évaluer la nature des dommages; la couleur blanc-gris indique des dommages au papier ou au carton, jaune - bois, noir - huile. Mais comme la couleur du gaz peut disparaître après un certain temps, sa couleur doit être déterminée dès son apparition. Une baisse du point d'éclair de l'huile indique également des dommages internes. Si la raison du fonctionnement de la protection contre les gaz est la libération d'air, elle doit alors être libérée du relais. Lorsque le niveau baisse, il faut faire l'appoint d'huile, désactiver la protection gaz de l'action de freinage.
Si la bobine est endommagée, il est nécessaire de trouver l'emplacement du dommage et d'effectuer les réparations appropriées. Pour cela, il est nécessaire d'ouvrir le transformateur et de retirer le noyau. Des spires d'enroulement en court-circuit peuvent être trouvées lorsque le transformateur est commuté du côté basse tension au côté sous tension. Le court-circuit sera très chaud et de la fumée sortira de la bobine. De cette façon, d'autres courts-circuits peuvent être trouvés.
Des points endommagés dans l'acier actif peuvent être trouvés lorsque le transformateur fonctionne au ralenti (avec le noyau retiré). Ces endroits seront très chauds. Dans ce test, la tension est appliquée à la bobine basse tension et augmentée à partir de zéro ; l'enroulement haute tension doit être pré-déconnecté à plusieurs endroits pour éviter d'endommager l'enroulement (par manque d'huile).
Le court-circuit entre les tôles de l'acier actif du transformateur et sa fusion doit être éliminé en rechargeant la partie endommagée du circuit magnétique avec remplacement de l'isolation inter-tôles. L'isolation endommagée dans les joints du circuit magnétique est remplacée par une nouvelle, constituée de feuilles d'amiante d'une épaisseur de 0,8 à 1 mm, imprégnées de vernis glyphtal. Du papier de câble d'une épaisseur de 0,07 à 0,1 mm est posé en haut et en bas.
Tension secondaire du transformateur anormale
La tension primaire du transformateur est la même et la tension secondaire est la même à vide, mais varie considérablement en charge.
Les raisons:
a) mauvais contact lors de la connexion d'une borne ou à l'intérieur de l'enroulement d'une phase ;
b) couper l'enroulement primaire d'un transformateur à tige connecté selon le schéma étoile-triangle ou triangle-triangle.
Les tensions primaires du transformateur sont les mêmes et les tensions secondaires ne sont pas les mêmes à vide et en charge.
Les raisons:
a) le début et la fin de l'enroulement d'une phase de l'enroulement secondaire sont confondus lorsqu'ils sont connectés en étoile ;
b) ouvert dans l'enroulement primaire d'un transformateur connecté étoile-étoile. Dans ce cas les trois tensions secondaires de ligne ne sont pas nulles ;
c) ouvert dans l'enroulement secondaire du transformateur lorsqu'il est connecté selon le schéma étoile-étoile ou triangle-étoile. Dans ce cas, une seule tension ligne à ligne est non nulle et les deux autres tensions ligne à ligne sont nulles.
Dans un schéma de connexion delta-delta, un circuit ouvert de son circuit secondaire peut être établi en mesurant les résistances ou en chauffant les enroulements: l'enroulement d'une phase qui a un circuit ouvert sera froid en raison du manque de courant dans celui-ci. Dans ce dernier cas, le fonctionnement temporaire du transformateur est possible avec la charge de courant de l'enroulement secondaire, qui est de 58% de la valeur nominale. La réparation des enroulements est nécessaire pour éliminer les défauts qui provoquent des violations de symétrie de la tension secondaire du transformateur.