Protection de la température de l'huile du transformateur

发布时间：30 juillet 2025 18:49:42

La protection de la température de l'huile du transformateur est un "gardien du contrôle de la température" qui empêche les dommages causés au transformateur par une température anormalement élevée. Son rôle principal est d'intervenir à temps en cas de surchauffe en surveillant la température supérieure de l'huile du transformateur afin d'éviter le vieillissement accéléré de l'isolation ou l'incendie des enroulements. Ce n'est pas seulement le "gardien" qui garantit la durée de vie de l'équipement, mais aussi la principale ligne de défense pour maintenir le fonctionnement stable du réseau électrique. L'analyse détaillée suivante porte sur le principe, la composition, la logique d'action et d'autres aspects :
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Pourquoi la température de l'huile est-elle un "baromètre de santé" pour les transformateurs ?

Lorsque le transformateur fonctionne, les pertes des enroulements (pertes en cuivre) et les pertes du noyau (pertes en fer) sont transformées en chaleur, ce qui augmente la température de l'huile isolante. Dans des circonstances normales, la température de l'huile est équilibrée par les puits de chaleur et la dissipation thermique environnementale, mais si les pertes augmentent anormalement (par exemple, court-circuit des enroulements) ou si la dissipation thermique est bloquée (par exemple, défaillance du ventilateur), la température de l'huile continuera d'augmenter :
  • Lorsque la température de l'huile dépasse80°C Lorsque l'huile isolante est oxydée, sa durée de vie diminue de manière exponentielle à mesure que la température augmente (le taux d'oxydation est doublé pour chaque augmentation de 10°C) ;
  • l'emporter105°C Lorsque la résistance mécanique du papier isolant (matériau de base de l'isolation du bobinage) commence à diminuer de manière significative, le fonctionnement à long terme peut entraîner une rupture de l'isolation et déclencher des défauts de court-circuit.
    Par conséquent, la protection de la température de l'huile consiste essentiellement à "protéger" le système d'isolation en contrôlant la limite supérieure de température.

Composants essentiels des objets de protection et de surveillance de la température de l'huile

Le système de protection de la température de l'huile comprendÉléments de contrôle de la températureetunité de traitement des signauxrépondre en chantantagence d'exécutionLes trois parties du système fonctionnent ensemble pour compléter le processus "Mesure de la température - Jugement - Action".

1. éléments clés de la surveillance : capteurs de température

Le capteur est "l'œil" de la protection de la température de l'huile et doit être en contact direct avec la surface supérieure de l'huile (la plus représentative de la température globale de l'huile) ; les types et les caractéristiques les plus courants sont les suivants :
Type de capteur Principe de fonctionnement tranchant Scénarios applicables
Thermomètres à pression Le doigt de gant est rempli d'un liquide volatil (par exemple, le chlorométhane) qui se dilate ou se contracte lorsque la température change, transmettant la pression à travers le tube capillaire et actionnant l'aiguille et les contacts électriques. Structure simple, résistante aux vibrations (pas d'électronique), affichage local. Transformateurs de petite et moyenne taille (jusqu'à 10 MVA), transformateurs de distribution extérieurs.
Capteurs de résistance en platine(Pt100) En utilisant les caractéristiques de la résistance du platine qui change avec la température (100Ω à 0℃, la résistance augmente de 0,385Ω pour chaque augmentation de température de 1℃), le signal de la résistance est transmis au thermostat par câble. Grande précision de mesure (±0,5°C), possibilité de transmission des données à distance. Transformateurs de grande capacité (35kV et plus), sous-stations nécessitant une surveillance centralisée.
Capteurs à fibre optique La phase/l'intensité d'un signal optique varie en fonction de la température lorsqu'il traverse une fibre optique et est converti en une valeur de température par un dispositif de démodulation. Anti- interférence électromagnétique (adapté aux environnements à haute tension), résistant à la corrosion. Transformateurs à très haute tension (1000kV), transformateurs spéciaux avec des structures de fuites d'huile multiples.

2. traitement des signaux et contrôle : thermostats

Le thermostat est le "cerveau" de la protection de la température de l'huile ; il reçoit le signal du capteur, le compare au seuil prédéfini et émet la commande de contrôle. Ses principales fonctions sont les suivantes

 

  • Affichage en temps réel de la température de l'huile (LED locale ou système de surveillance à distance) ;
  • Définir des seuils de température à plusieurs niveaux (par exemple, déclencher le refroidissement, l'alarme, le déclenchement) ;
  • Enregistre les profils de température et l'historique des actions (pour faciliter la recherche de pannes).

Logique d'action à trois niveaux pour la protection de la température de l'huile : de l'avertissement à l'arrêt

La protection contre la température de l'huile adopte la stratégie de la "réponse graduelle", en augmentant l'action pas à pas en fonction du degré d'élévation de la température, en équilibrant la protection de l'équipement et la continuité de l'alimentation, avec les seuils spécifiques suivants (pour les transformateurs à bain d'huile, par exemple) :

 

plage de température condition de déclenchement action de protection Objectif et importance
Refroidissement au démarrage (typiquement 60 à 70°C) La température de l'huile atteint la valeur réglée (peut être ajustée en fonction de la température ambiante, par exemple 60℃ en été et 70℃ en hiver). Activation automatique du système de refroidissement :
- Petits transformateurs : mettre en marche le ventilateur de refroidissement ;
- Grands transformateurs : démarrer un jeu de pompes à huile + ventilateur, si la température continue d'augmenter, mettre en place le refroidisseur de secours.		 La réduction de la température de l'huile par une dissipation active de la chaleur afin d'éviter une nouvelle augmentation de la température est une "intervention préventive".
Alarme de température élevée (normalement 85~95°C) Une fois que la température de l'huile a dépassé la valeur de départ du refroidissement, elle continue d'augmenter jusqu'au seuil d'alarme après 30 à 60 minutes. Des alarmes sonores et lumineuses sont émises (par exemple, alarmes de la salle de contrôle, fenêtres contextuelles du système de surveillance), tandis que l'heure de l'alarme et la valeur de la température de l'huile sont enregistrées. Invite l'opérateur à vérifier la cause de l'anomalie (par exemple, défaillance du système de refroidissement, charge excessive), ce qui nécessite une intervention manuelle.
Déclenchement d'urgence (normalement 95~105°C) La température de l'huile dépasse la valeur d'alarme et augmente fortement pendant une courte période (par exemple 10°C en 5 minutes) ou atteint la valeur maximale autorisée. Déconnecter immédiatement les disjoncteurs des deux côtés du transformateur, couper l'alimentation électrique et, en même temps, la tringlerie envoie le signal "déclenchement d'une température d'huile trop élevée". Éviter les températures élevées de l'huile entraînant la vaporisation de l'huile isolante et la dégradation du papier isolant fait partie de la "dernière ligne de défense".

 

classificateur pour les sommes d'argentPour les transformateurs à circulation d'huile forcée, par exemple, la température de déclenchement peut être abaissée à 110°C (en raison d'une dissipation thermique plus efficace), voir la plaque signalétique de l'équipement.

Relation synergique entre la protection contre la température de l'huile et la protection contre d'autres températures

Système de protection de la température du transformateur, protection de la température de l'huile etProtection de la température du bobinageIl existe à la fois une division du travail et une collaboration, et il convient de clarifier la distinction entre les deux et la logique des liens :

 

dimension de comparaison Protection contre la température de l'huile Protection de la température du bobinage logique de collaboration
Surveillance des objets Température moyenne de l'huile isolante supérieure Température du point chaud à l'intérieur du bobinage (10~20°C de plus que la température de l'huile) En fonctionnement normal, la protection contre la température de l'huile est prédominante (reflétant l'état général) ;
En cas de défaut de court-circuit, la température de l'enroulement augmente fortement, ce qui déclenche en priorité la protection de l'enroulement.
Méthode de mesure Contact direct avec le niveau d'huile (capteur sur le dessus du réservoir) Calcul indirect (courant de charge mesuré par un transformateur de courant, combiné à la température de l'huile pour obtenir la température du point chaud) Si la protection de la température de l'huile ne fonctionne pas mais que la température de l'enroulement dépasse la limite supérieure, le système détermine une "surchauffe locale" et force le démarrage du refroidissement ou le déclenchement.
Priorité à la protection Secondaire (plus lent à réfléchir, adapté à la surchauffe chronique) Primaire (réponse rapide en cas de surchauffe soudaine) L'un ou l'autre déclenchera un arrêt si la condition de déclenchement est atteinte, créant ainsi une "double assurance".

Défauts courants et dépannage de la protection de la température de l'huile

Un dysfonctionnement ou une défaillance de la protection de la température de l'huile menacera directement la sécurité de l'équipement :

 

  1. Fausse alarme / faux déclenchement
    • Causes : Câblage du capteur défectueux (signal de résistance anormal), valeur de réglage du thermostat incorrecte, mauvaise dissipation de la chaleur due à l'accumulation de poussière dans le radiateur (température faussement élevée) ;
    • Dépannage : réétalonnage des capteurs, vérification des paramètres du thermostat, nettoyage des ailettes du radiateur.
  2. Inopérant (température dépassée mais pas de réponse)
    • Causes : Capteurs endommagés (par exemple, résistances de platine cassées), défauts des actionneurs (par exemple, moteur de ventilateur brûlé, contacteurs bloqués), fusibles du circuit de commande grillés ;
    • Dépannage : Utilisez un multimètre pour vérifier la résistance du capteur (Pt100 doit être de 100Ω à 0℃), testez manuellement si le système de refroidissement fonctionne, et vérifiez le circuit de contrôle en marche et à l'arrêt.
  3. Déviation de l'affichage de la température
    • Causes : vieillissement du capteur (perte de précision), interférence de la température ambiante (par exemple, lumière directe du soleil sur le réservoir de carburant entraînant une mesure localisée de la température élevée) ;
    • Élimination : L'organisme de mesure envoie régulièrement (tous les 1~2 ans) un calibrage des capteurs, et les transformateurs extérieurs sont équipés de brise-soleil.

Suggestions d'entretien courant et d'optimisation

  1. étalonnage périodique
    • Effectuer des tests de simulation annuels du thermostat : chauffer le capteur avec un bain thermostatique pour vérifier que les seuils de température pour le démarrage du refroidissement, les alarmes et les déclenchements sont exacts ;
    • Vérifier l'isolation du câble du capteur tous les 2 ans (pour éviter les courts-circuits dus à la corrosion de l'huile).
  2. Optimisation opérationnelle
    • Réglage de la température de démarrage du refroidissement en fonction de la saison (par exemple, augmentation à 70°C en hiver pour réduire le fonctionnement inutile du ventilateur et économiser de l'énergie) ;
    • Enregistrez la courbe de la température de l'huile en fonction de la charge (si la température de l'huile augmente d'année en année sous la même charge, cela peut indiquer que la tôle d'acier au silicium du noyau vieillit et qu'elle doit être entretenue à l'avance).
  3. l'adaptation à l'environnement
    • Les transformateurs extérieurs doivent veiller à ce que les radiateurs soient bien ventilés (pas de mauvaises herbes ou de débris bloquant la zone environnante) ;
    • Les zones à température élevée (comme l'été austral) peuvent être équipées d'un dispositif de refroidissement par pulvérisation et d'une liaison de protection de la température de l'huile (température de l'huile supérieure à 75 ℃, pulvérisation automatique).

résumés

La protection de la température de l'huile est la "ligne de défense de base" pour le contrôle de la température des transformateurs. En surveillant la tendance de la température supérieure de l'huile, elle assure une protection graduelle de "régulation du refroidissement - alerte anormale - arrêt d'urgence". Sa valeur essentielle réside dans l'équilibre entre la sécurité de l'équipement et la fiabilité de l'alimentation électrique, non seulement pour éviter une surprotection entraînant des arrêts fréquents, mais aussi pour prendre des "mesures décisives" avant le seuil de dangerosité. Dans la pratique, il convient de veiller à la synergie avec la protection de la température du bobinage, à l'entretien régulier des capteurs et des actionneurs pour garantir une réponse efficace à la fois à la surchauffe chronique (par exemple, une charge excessive) et aux défaillances soudaines (par exemple, une panne de refroidissement) et, en fin de compte, pour prolonger la durée de vie du transformateur.
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