Comment choisir le système de surveillance en ligne de l'isolation des traversées de transformateur ? Analyse complète de la surveillance en ligne des traversées de transformateur

Le manchon de transformateur est un composant isolant essentiel du système de transmission et de distribution à haute tension qui est soumis à des contraintes électriques et mécaniques. Selon les statistiques de l'industrie, la défaillance de la gaine représente environ 15% du nombre total de défaillances des équipements électriques et constitue l'une des principales causes de pannes imprévues des transformateurs. Lorsque la rupture de l'isolation de l'enveloppe haute tension se produit, les pertes d'équipement et les pertes liées aux coupures de courant sont souvent incalculables et, dans les cas les plus graves, elles peuvent également provoquer un incendie. C'est pourquoi de plus en plus de sous-stations, de centrales électriques et d'utilisateurs industriels intègrent le système de surveillance en ligne de l'isolation de la gaine dans le système de maintenance de l'équipement, afin d'obtenir une perception continue de l'état de santé de la gaine.

I. Pourquoi l'isolation des traversées de transformateurs doit-elle faire l'objet d'une surveillance en ligne ?

Dans les conditions de fonctionnement sévères de haute tension, de courant élevé, d'alternance de chaud et de froid, le matériau isolant interne subit l'humidité, le vieillissement, les décharges partielles et d'autres processus de détérioration progressive. Ce type de défaillance se produit souvent au cours du cycle d'inspection hors ligne entre le développement silencieux et l'apparition d'une anomalie évidente qui met en péril la sécurité de l'équipement, voire provoque des dommages irréversibles.

Les essais préventifs hors ligne traditionnels sont limités par les intervalles de révision et ne parviennent pas à détecter les défauts d'isolation qui se développent rapidement. Des études ont montré que certaines défaillances de l'enveloppe vont de l'absence d'avertissement à la panne catastrophique en quelques jours ou semaines, tandis qu'environ 50% des défaillances de l'enveloppe finissent par provoquer un incendie. Le système de surveillance en ligne est capable de collecter en continu les caractéristiques d'isolation dans les conditions de fonctionnement du transformateur sous tension et de détecter rapidement les défauts cachés grâce à l'analyse des tendances, transformant ainsi la "maintenance après coup" passive en "révision conditionnelle" active, et réduisant considérablement le risque d'arrêts non planifiés et le coût de la révision.

Deuxièmement, quels sont les principaux moyens de surveillance en ligne des traversées de transformateur ?

Il existe plusieurs méthodes techniques pour le contrôle en ligne de l'isolation des gaines, et chaque méthode a ses propres dimensions de contrôle et scénarios d'application, de sorte que la compréhension de ces méthodes est une condition préalable à une sélection correcte.

1. Contrôle de la perte diélectrique et de la capacité

Les variations du facteur de perte diélectrique et de la capacité équivalente sont calculées en continu en recueillant le signal de courant de l'écran d'extrémité du boîtier et le signal de tension secondaire du TP. Une perte diélectrique élevée signifie généralement que l'isolation est sujette à l'humidité, au vieillissement ou à l'intrusion de saletés ; une déviation anormale de la capacité peut indiquer des défauts locaux dans la couche d'isolation interne. Il s'agit actuellement du moyen le plus utilisé pour contrôler l'isolation de l'enveloppe, avec une technologie mature et une couverture élevée.

2. Surveillance en ligne des décharges partielles

Pour la détection des décharges causées par des défauts tels que des bulles d'air et des impuretés dans l'isolation, les capteurs couramment utilisés sont les transformateurs de courant à haute fréquence, les sondes à ultrasons et les antennes à ultra-haute fréquence. L'utilisation complémentaire de la surveillance des décharges locales et de la surveillance de la perte diélectrique peut améliorer de manière significative le taux de détection des défauts précoces et convient aux équipements critiques ayant des exigences élevées en matière d'état de l'isolation.

3. Contrôle en ligne de la température

La température du point de connexion et du corps de l'enveloppe est un indicateur important de la résistance de contact et de l'anomalie du courant capacitif. Les capteurs de température à fibre optique fluorescente présentent des avantages évidents dans la mesure de la température des boîtiers haute tension en raison de leur isolation électrique complète et de leurs caractéristiques anti-interférences électromagnétiques. Ils capturent les premiers signaux de surchauffe locale qui apparaissent plus tôt que les changements dans la perte diélectrique ou la capacité.

4. Surveillance des gaz dissous dans le pétrole

Applicable aux enveloppes immergées dans l'huile, elle détecte la teneur et la tendance des gaz caractéristiques dans l'huile de l'enveloppe afin de déterminer s'il y a des défauts de surchauffe ou de décharge internes. La méthode est particulièrement adaptée à l'évaluation approfondie de l'état de l'isolation d'une enveloppe immergée dans l'huile de grande valeur.

5. Diagnostic de fusion multiparamétrique

La fusion et l'analyse de données multidimensionnelles telles que la perte diélectrique, la capacité, la décharge locale, la température, etc. par le biais de modèles algorithmiques constituent la principale orientation du développement technologique actuel. La fusion de plusieurs paramètres peut améliorer de manière significative la précision de la détection des défauts de l'enveloppe et permettre de prédire la tendance à la détérioration de l'isolation, fournissant ainsi un support de données plus puissant pour la prise de décision en matière de maintenance.

Troisièmement, le système de surveillance en ligne de l'isolation des traversées de transformateur se compose de quels éléments ?

Un système complet de surveillance en ligne de l'isolation de l'enveloppe se compose généralement des unités de base suivantes :

1. Fin de l'écran Unité d'acquisition de courant

En fonction de la structure de l'écran de l'extrémité du boîtier, de la connexion personnalisée, de la protection intégrée de limitation de la tension et du circuit de protection contre la foudre, avec une bonne capacité de blindage électromagnétique, empêchant efficacement le mélange de signaux d'interférence sur site, pour protéger la pureté du signal collecté.

2. Surveillance intelligente en ligne IED (unité de mesure et de contrôle des données)

Installé sur le site du transformateur, il intègre les fonctions d'acquisition du signal de détection, de calcul en temps réel de la quantité caractéristique, de suppression des interférences harmoniques et de stockage local. Certains systèmes avancés intègrent également des canaux de température, la correction en temps réel de la température des données de surveillance, de sorte que les résultats de la mesure reflètent plus précisément l'état réel de l'isolation de l'enveloppe.

3. Unité d'affichage locale

Configuration sur site de l'écran LCD haute définition, affichage en temps réel de la capacité du boîtier, de la valeur de la perte diélectrique, du courant de fuite de l'écran final et d'autres paramètres essentiels, permettant au personnel d'exploitation et de maintenance de saisir rapidement l'état de l'équipement sur site, la conception de l'écran tient généralement compte de la lisibilité de l'éblouissement à l'extérieur.

4. unité de communication en réseau

Prise en charge de RS485, de la fibre optique et d'autres formes d'interface, compatible avec Modbus RTU, IEC 61850 et d'autres protocoles de communication courants, pour répondre aux exigences d'accès des différents systèmes d'automatisation des sous-stations, afin de garantir la fiabilité de la transmission et de la communication des données de surveillance.

5. Logiciel de gestion analytique du back-office

L'agrégation des données de surveillance de tous les boîtiers de l'ensemble de la station et même de l'ensemble du réseau, l'analyse des tendances historiques, la comparaison horizontale, l'alarme de dépassement de limite, la génération d'un rapport de diagnostic des pannes et la surveillance centralisée, etc. fournissent au personnel de maintenance une base scientifique pour l'évaluation de l'état et soutiennent l'intégration et le déploiement de la plate-forme de surveillance en ligne intégrée de la sous-station.

Quatrièmement, quels sont les facteurs à prendre en compte lors de l'achat d'un système de surveillance en ligne de l'isolation des traversées de transformateur ?

Lors de l'évaluation et de la sélection d'un modèle, il est recommandé de considérer les dimensions suivantes de manière globale, plutôt que de se contenter de comparer un paramètre technique particulier :

1. Couverture de la fonction de surveillance

La priorité est donnée à l'identification des paramètres du noyau qui doivent être surveillés, notamment la perte diélectrique et la capacité, la décharge locale, la température ou le gaz dans l'huile. Pour les transformateurs principaux importants ou les traversées UHV, il est recommandé de choisir un système qui prend en charge le diagnostic de fusion multiparamétrique afin d'obtenir une évaluation plus complète de l'état de l'isolation.

2. Capacité d'intégration des systèmes

Il convient de vérifier si le système est compatible avec les plateformes d'automatisation intégrées aux postes électriques, les systèmes de répartition ou les plateformes d'exploitation et de maintenance basées sur l'informatique en nuage, afin d'éviter la formation de silos de données, ce qui affecte la valeur d'utilisation réelle des données de surveillance.

3. Applicabilité sur le terrain

Il s'agit notamment de savoir si le niveau de protection de l'équipement répond aux exigences de l'environnement de l'installation, si la méthode de montage du capteur correspond à la structure de l'écran d'extrémité de l'enveloppe à surveiller, et si la construction d'une mise hors service est nécessaire ou si une installation électrifiée peut être réalisée.

4. Anti-interférence et fiabilité

L'environnement électromagnétique des sous-stations est complexe, le système doit être bien conçu pour supprimer les harmoniques et lutter contre le brouillage, afin de garantir la stabilité et la crédibilité des résultats de mesure dans des conditions de fortes interférences, et d'éviter que de fausses alarmes n'affectent le fonctionnement normal et la maintenance.

5. Qualification du fabricant et capacité de service

La surveillance en ligne de l'isolation de l'enveloppe implique la sécurité de la haute tension. Il convient de choisir un fabricant professionnel possédant les qualifications requises dans l'industrie de l'énergie électrique et des performances techniques éprouvées, en mettant l'accent sur la rapidité de réponse du service après-vente, la capacité d'assistance technique et la capacité de garantie des pièces de rechange.

6. Conformité et respect des normes

Le système doit être conforme aux normes techniques pertinentes de l'industrie nationale de l'énergie électrique et aux exigences du réseau d'État et du réseau électrique du sud pour les essais d'accès au réseau afin de garantir que le système dispose d'une base pour une utilisation conforme dans le projet réel.

V. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : La surveillance en ligne et les essais périodiques hors ligne des traversées de transformateurs peuvent-ils se substituer l'un à l'autre ?

R : Les deux ne peuvent pas être complètement remplacés, mais ont une relation complémentaire. L'avantage de la surveillance en ligne réside dans la continuité et le temps réel, ce qui permet de saisir la dégradation de l'isolation survenant entre les cycles d'essai hors ligne ; tandis que l'essai hors ligne présente une plus grande précision de mesure et des éléments d'essai plus riches, qui peuvent être utilisés comme moyen de diagnostic approfondi après la détection d'anomalies par la surveillance en ligne. Il est recommandé de combiner les deux pour former un système de gestion de l'état de l'isolation de l'enveloppe.

Q : L'installation du système de surveillance en ligne des bagues affectera-t-elle le fonctionnement normal du transformateur ?

R : Le système de surveillance en ligne de l'enveloppe, conçu par des professionnels, effectue l'acquisition des signaux en connectant le fil conducteur du blindage de l'enveloppe, sans interférer directement avec la structure du corps de l'enveloppe. Une partie du système prend en charge l'installation électrifiée, ce qui n'a pratiquement aucun effet sur le fonctionnement normal du transformateur. Cependant, le processus d'installation doit toujours être strictement conforme aux règles de sécurité en matière de haute tension, et il est recommandé de confier l'opération à des professionnels qualifiés.

Q : Comment gérer les fausses alarmes sur le système ?

R : Les fausses alarmes sont généralement liées à des interférences harmoniques sur le réseau, à un mauvais câblage du capteur ou à un mauvais réglage des paramètres du système. Les techniciens du fabricant doivent être contactés pour dépanner la qualité du signal, vérifier l'état du câblage de l'écran final et s'assurer que le seuil d'alarme est réglé de manière raisonnable. Les systèmes de haute qualité sont généralement dotés d'algorithmes de suppression des interférences parfaits, qui permettent de maintenir le taux de fausses alarmes à un faible niveau.

Q : Le même système de surveillance peut-il être utilisé pour des boyaux de différents niveaux de tension ?

R : En général, le même ensemble d'unités centrales de surveillance peut être configuré avec différents capteurs et modules d'acquisition pour répondre aux besoins de la surveillance des enveloppes de 110 kV à 500 kV ou même à des niveaux de tension plus élevés, mais il est nécessaire de confirmer avec le fabricant le schéma de configuration spécifique du matériel et la compatibilité des signaux.

Q : Comment les données de surveillance en ligne s'articulent-elles avec le système de gestion des installations ?

R : Le système principal de surveillance en ligne des enveloppes prend en charge les protocoles de communication standard et peut être intégré au PMS, à l'EAM et à d'autres systèmes de gestion des équipements, ainsi qu'à la plate-forme de surveillance en ligne intégrée à la sous-station. Il est recommandé de confirmer les méthodes de connexion et les exigences d'interface spécifiques avec les fabricants et les départements de technologie de l'information dès le début du projet.

Contactez Inotera pour obtenir des conseils professionnels sur le programme

Si vous souhaitez en savoir plus sur les solutions techniques du système de surveillance en ligne de l'isolation des traversées de transformateur, n'hésitez pas à contacter l'équipe technique professionnelle d'INNOTD. INNOTD est spécialisé dans le domaine de la surveillance de l'état des équipements électriques et de la surveillance en ligne, et peut fournir des conseils techniques ciblés et des propositions de solutions en fonction de votre type d'équipement, du niveau de tension, des conditions de la station et des besoins d'intégration du système.

Visitez le site officiel pour plus d'informations sur les produits : www.innotd.com

déclaration niant ou limitant la responsabilité

La description technique, les scénarios d'application et les recommandations de sélection sont basés sur une compilation des connaissances générales de l'industrie et ne constituent pas la base de la conception de solutions d'ingénierie spécifiques. La sélection réelle des différents projets doit être combinée avec les conditions du site, les paramètres de l'équipement et les normes connexes, par des professionnels qualifiés pour évaluer et confirmer. Cet article n'est pas responsable des conséquences d'une prise de décision en matière d'ingénierie découlant d'une référence au contenu de cet article. Pour toute question technique, veuillez consulter les fabricants professionnels ou les organismes industriels.