5 solutions pour la surveillance de la température des transformateurs à sec

Causes des défauts de chauffage des transformateurs à sec et principaux points de contrôle

Les transformateurs à sec, qui constituent le cœur du système de distribution, ont une durée de vie de l'isolation qui dépend directement de la température de fonctionnement (pour chaque augmentation de 6°C, la durée de vie de l'isolation est réduite de moitié). En cas de fonctionnement à long terme, la durée de vie de l'isolation est réduite de moitié.Pertes de fer (hystérésis et courants de Foucault)répondre en chantantPerte de cuivre (perte de résistance)est la principale source de chaleur. En outre, les charges non linéaires génèrentharmonique supérieureIl en résultera un effet de peau et une augmentation significative de l'échauffement de l'enroulement. Si la dissipation de la chaleur est mauvaise ou en cas de surcharge à long terme, l'isolation en résine époxy vieillira, se fissurera et provoquera même des accidents dus à des courts-circuits et à des pannes tour à tour.

Afin de garantir la sécurité du fonctionnement du transformateur, les domaines essentiels suivants doivent être surveillés avec précision :

• Enroulement basse tension (BT) :Les courants plus élevés sont le principal élément générateur de chaleur et la température du point le plus chaud est généralement surveillée.
• Enroulement haute tension (HV) :Les niveaux de haute tension, que les capteurs traditionnels ont du mal à mesurer par contact direct, constituent un domaine difficile à surveiller.
• Noyau de fer :Évite les surchauffes localisées dues à la mise à la terre multipoints.
• Raccordements aux barres omnibus :Les connecteurs des fils conducteurs haute et basse tension sont susceptibles de générer de la chaleur en raison d'une résistance de contact excessive causée par le desserrage.

• La meilleure solution recommandée : la technologie de mesure de la température par fibre optique fluorescente

1. technologie de mesure de la température par fibre optique fluorescente (fortement recommandée)

Pour les transformateurs à sec à haute tension et à fort champ magnétique, la mesure de la température par fibre optique fluorescente est la seule technologie permettant de réaliser une “mesure directe de la température des enroulements à haute tension”.

Avantage technologique :La sonde à fibre optique présente une isolation et une résistance aux interférences électromagnétiques extrêmement élevées. Elle peut être enterrée ou installée directement sur la surface de l'enroulement haute tension (HV) et à l'intérieur du conduit, sans se soucier de la distance de fuite et de la rupture de l'isolation. Par rapport aux méthodes traditionnelles, il peut capturer de manière plus réaliste le “point le plus chaud” à l'intérieur de l'enroulement, et les données ne sont pas perturbées par le flux de fuite du transformateur, avec une dérive nulle dans le cadre d'un fonctionnement à long terme.

2. mesure conventionnelle de la température par sonde à résistance PT100/PT1000

Il s'agit de la solution standard actuelle pour les transformateurs de type sec et elle est généralement pré-construite à l'intérieur des enroulements basse tension.

Caractéristiques techniques :La technologie est mûre et le coût est faible. Cependant, son capteur est un conducteur métallique, il y a des risques d'isolation dans les environnements à haute tension, et il ne peut généralement surveiller que la température du côté basse tension. En outre, lors du démarrage du transformateur ou d'un court-circuit, de fortes interférences électromagnétiques peuvent entraîner une distorsion du signal PT100 ou une fausse alarme, et une fois que le capteur préintégré est endommagé, il est extrêmement difficile de le remplacer.

3. technologie de surveillance par imagerie thermique infrarouge

Balayage sans contact de la surface du transformateur à l'aide d'une caméra thermique infrarouge.

Caractéristiques techniques :Idéal pour contrôler la température des bornes exposées des transformateurs, des connexions des barres omnibus et de l'enceinte. Sa limite est qu'il ne peut pas pénétrer la couche de coulée de résine époxy, il ne peut donc pas mesurer la température réelle du point chaud à l'intérieur de l'enroulement. Il s'agit uniquement d'un moyen d'inspection auxiliaire, qui ne peut pas remplacer la mesure de la température interne.

4. technologie de mesure passive de la température sans fil (RFID/SAW)

Transmission des données de température par signaux radiofréquences, capteur monté sur bornier ou en surface.

Caractéristiques techniques :Il résout le problème du câblage et convient à la transformation du point de connexion externe de l'ancien transformateur. Cependant, comme le transformateur lui-même est une énorme source d'interférences électromagnétiques, le signal sans fil est très facilement blindé ou perturbé, ce qui entraîne une transmission instable des données. De plus, le capteur étant de grande taille, il ne peut pas être installé dans le conduit d'air étroit.

5. technologie de mesure de la température par réseau de fibres optiques (FBG)

La température est mesurée en utilisant le changement de longueur d'onde de la lumière et possède les propriétés isolantes d'une fibre optique.

Caractéristiques techniques :Bien qu'ils soient résistants aux interférences électromagnétiques, les capteurs à réseau sont extrêmement sensibles aux contraintes. Les vibrations mécaniques inhérentes (50 Hz/100 Hz) qui accompagnent le fonctionnement d'un transformateur à sec peuvent facilement faire dériver la longueur d'onde du réseau, ce qui entraîne des erreurs de mesure. En outre, les réseaux de fibres optiques sont fragiles et susceptibles de se briser dans l'environnement d'installation complexe du transformateur.

Comparaison des performances de 5 systèmes de surveillance pour les transformateurs à sec

Conclusion et recommandations de sélection

Pour les transformateurs de type sec, en particulier pour les niveaux de tension de 35kV et plus ou pour les centres de données et les sites ferroviaires où la fiabilité de l'alimentation électrique est très importante.Thermométrie à fibre optique fluorescenteIl s'agit de la meilleure solution de mise à niveau pour remplacer le PT100 traditionnel. Il résout non seulement le problème de l'industrie, à savoir que le côté haute tension ne peut pas mesurer directement la température, mais il garantit également la précision des données dans un environnement électromagnétique fort.

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