ELECTRIC, WITH AN EDGE
Cet article analyse le transformateur de distribution 400kVA comme un objet réel, en se concentrant sur ses défauts de court-circuit de sortie.
Le transformateur de distribution 400kVA est un appareil crucial dans le réseau de distribution. Pourtant, pendant son fonctionnement, il est sensible aux interférences des courants de court-circuit, qui peuvent entraîner des défauts tels que des courts-circuits de sortie basse tension, mettant gravement en danger la stabilité de l’équipement et même induisant la sécurité.
Cela peut sérieusement mettre en danger la stabilité de l’équipement et même entraîner des incidents de sécurité.
Dans un premier temps, le transformateur défectueux a été renvoyé à l’usine pour démontage et inspection. Il a été constaté que l’enroulement haute tension du transformateur de distribution de 400 kVA s’était déformé et que la résistance mécanique de l’enroulement avait diminué.
Deuxièmement, combiné avec les données obtenues à partir de l’essai du transformateur de distribution de 400 kVA, il a été conclu que le transformateur de distribution de 400 kVA avait été soumis à des chocs de courant de court-circuit répétés du côté basse tension, dont l’effet cumulatif avait provoqué la rupture des enroulements. se déformer et éventuellement entraîner une rupture de l’isolation. Enfin, selon l’analyse de la cause du défaut, les mesures et précautions de maintenance correspondantes sont proposées, qui ont une valeur d’application technique spécifique.
Le transformateur de distribution 400kVA, en tant qu’élément essentiel du réseau de distribution, est souvent soumis à l’impact des courants de court-circuit dans diverses conditions de fonctionnement.
Le transformateur souffre fréquemment d’un test d’impact de courant de court-circuit, la résistance mécanique de l’enroulement diminue, l’effet cumulatif rend la déformation de déstabilisation serpentine, puis détruit la résistance d’isolation de l’enroulement, les cas graves rendront l’équipement dû à la perte de capacité d’isolation et brûlure, entraînant une panne de courant sur une grande surface, affectant la continuité de l’alimentation électrique.
Après un défaut de court-circuit dans le transformateur, la capacité d’isolation de l’équipement diminue et le taux de dommages est élevé. À ce moment, le transformateur doit être arrêté dès que possible pour inspection, pour élaborer un plan de révision, pour effectuer des tests électriques pertinents et des tests d’analyse par chromatographie en phase gazeuse dissoute dans l’huile, pour effectuer une détection complète des défauts sur le transformateur, puis évaluez le degré de détérioration de l’équipement et déterminez si le transformateur peut continuer à fonctionner.
Transformateur de distribution 400kVA en raison de sa petite taille, de sa légèreté, de sa manipulation facile, de ses grandes ressources en pièces de rechange et d’autres avantages, après la panne, il n’est généralement pas sur le terrain pour prélever des échantillons d’huile pour analyse chromatographique, uniquement la résistance d’isolement, la mesure du rapport et d’autres domaines éléments d’essai, ou en soulevant le couvercle sur l’apparition de la partie visible de l’inspection initiale.
Si l’impact d’un fonctionnement continu, la plupart du retour direct à l’usine ou à l’atelier de maintenance pour une inspection et une analyse plus approfondies du défaut, des paramètres de test électrique mesurés et des résultats d’analyse peuvent fournir la base pertinente pour la maintenance et le fonctionnement ultérieurs du équipement.
Grâce à l’analyse d’un défaut de court-circuit d’enroulement de transformateur de distribution 10 kV 400 kVA, les causes spécifiques de la marque ont été trouvées, et des mesures de maintenance ciblées correspondantes, et des précautions ont été proposées pour fournir une référence pour le traitement ultérieur de défauts similaires.
En août 2017, un transformateur de distribution de 400 kVA a eu un accident de court-circuit en sortie ; le modèle de transformateur : S13-M-400/10, capacité nominale : 400 kVA, rapport de tension : 10 000 × (1 ± 2 × 2,5 %) V/400 V, numéro de groupe de couplage : Dyn11.
Comme le transformateur de distribution de 400 kVA a subi un fort impact du courant de court-circuit d’exportation, entraînant une rupture de brin et une déformation locale de l’enroulement haute tension de phase A, une déformation sévère de la bobine basse tension et un court-circuit entre les spires, provoquant éventuellement la combustion du transformateur de distribution de 400 kVA en fonctionnement et provoquant une interruption de l’alimentation électrique. Après le défaut, le transformateur a été inspecté à l’aide d’une grue, la résistance CC de l’enroulement, le test de rapport variable et d’autres données pertinentes ont été mesurés et diagnostiqués, la cause de l’accident a été analysée, le type de défaut a été identifié et le des mesures d’amélioration ciblées correspondantes ont été proposées.
Le 20 août 2017, le transformateur de distribution 400 kVA défectueux a été renvoyé à l’usine pour inspection et traitement. Après avoir soulevé la cloche, la partie visible du corps du transformateur a été inspectée pour son apparence. Il a été constaté que l’enroulement haute tension de la phase A était ovalisé et déformé, que le ruban isolant extérieur était rompu et que l’enroulement inter-tours présentait un déplacement important. B, l’apparition de la phase C n’est pas anormale. L’inspection de la hotte est illustrée à la figure 1.
La situation réelle des bobines basse tension de chaque enroulement de phase ne peut pas être directement observée à travers l’inspection de l’aspect du corps du capot de levage, étant donné que les boucles haute tension de la phase A ont été déformées mécaniquement, pour pouvoir juger avec précision la déformation des ondes basse tension et trouver les causes des défauts de l’équipement, et de formuler les mesures d’amélioration et les plans de maintenance correspondants, la mesure complémentaire et l’analyse de la résistance d’isolement, de la résistance continue et du rapport de variation de ce transformateur.
Le test d’isolement est principalement un test de la résistance d’isolement de l’enroulement avec la traversée et le noyau, et les résultats de mesure après le défaut sont indiqués dans le tableau 1.
Que le noyau soit mis à la terre ou non est une partie essentielle du test d’isolation, et cette partie est souvent facilement négligée dans les mesures.
Lors du démontage du capot du transformateur, l’isolation entre l’enroulement et le noyau doit être mesurée avant que la pièce de connexion de mise à la terre centrale puisse être retirée et l’isolation noyau-terre testée.
Sinon, la valeur de résistance d’isolement de l’enroulement basse tension par rapport à l’enroulement haute tension, au noyau et à la coque devient souvent la valeur de résistance d’isolement du noyau à la terre.
L’enroulement haute tension des enroulements triphasés A, B et C et l’isolation noyau-terre sont normaux, tandis que l’enroulement basse tension et l’enroulement haute tension, l’enroulement basse tension et l’enroulement noyau et basse tension et la résistance d’isolation de la coque sont nuls , et un enroulement basse tension dans la couche la plus interne près du noyau, ce qui peut supposer que la couche d’isolation entre l’enroulement basse tension et le noyau a perdu sa capacité d’isolation.
À la fin du test d’isolation, les bobines ont été démontées et le transformateur de distribution de 400 kVA a été observé comme ayant une rupture d’isolation entre l’enroulement BT et le noyau. L’acier au silicium du noyau a montré des signes de surchauffe sévère, vérifiant la précision des résultats de mesure de la résistance d’isolement.
On peut voir qu’après un défaut de court-circuit dans l’équipement, le courant de court-circuit a provoqué une déformation et un échauffement de l’enroulement. L’effet cumulatif a exacerbé le degré d’endommagement de l’isolation, entraînant une rupture de l’isolation entre l’enroulement et le noyau et de graves dommages à la tôle d’acier au silicium du noyau. Le grillage de la tôle d’acier au silicium du noyau est illustré à la figure 2.
La mesure de la résistance CC de l’enroulement est l’une des méthodes les plus efficaces pour tester l’isolation longitudinale d’un transformateur de distribution de 400 kVA.
Lorsque le transformateur de distribution 400kVA est soumis au test du courant de court-circuit d’impact, la perte de résistance augmente et les parties faibles de la bobine et de la connexion de plomb deviennent chaudes. La chaleur est concentrée dans le réservoir d’huile et ne peut pas être dissipée dans le temps, ce qui entraîne la rupture des parties faibles ou même la rupture à cause de la chaleur, la résistance CC devient importante et le taux de déséquilibre triphasé dépasse la norme.
Lorsqu’un court-circuit métallique entre spires se produit entre des couches ou des spires d’un enroulement de phase, la capacité d’isolation de l’enroulement diminue ou même perd sa capacité d’isolation, entraînant une diminution de la résistance CC de la phase.
L’enroulement haute tension du transformateur de distribution de 400 kVA est connecté en triangle et, lorsque l’enroulement n’est pas déconnecté du fil de connexion, la résistance CC mesurée est la résistance de ligne. Pour localiser plus rapidement la phase défectueuse lors du diagnostic de défaut, la résistance de ligne doit être convertie en résistance de phase.
En comparant les données de résistance CC triphasées mesurées en usine avec les données de résistance CC triphasées après le défaut, il a été constaté que le taux de déséquilibre de l’enroulement triphasé après la marque était de 4,99%, ce qui était beaucoup plus élevé que les 2% valeur d’avertissement spécifiée dans le protocole.
Les données de résistance CC de l’enroulement haute tension de phase A après le défaut sont évidemment significatives, augmentant le taux de déséquilibre de la résistance directe triphasée. Il est supposé que la bobine de phase A peut être brûlée ou que l’enroulement est cassé.
En comparant les données de mesure de la résistance CC de chaque phase du transformateur en usine avec les données de mesure de la résistance CC de chaque étape après le défaut, la résistance CC du côté basse tension de la phase a a été considérablement réduite et l’erreur avec la valeur initiale était de 2,21 %.
On suppose que la bobine de phase A s’est déformée et qu’il existe un défaut de court-circuit local entre les spires ou entre les couches dans l’enroulement, ce qui conduit à ce que la résistance CC dépasse la limite. Cependant, la cause du défaut ne peut pas être déterminée uniquement par les données de résistance CC.
Pour déterminer davantage la cause du défaut dans le transformateur de distribution de 400 kVA, un test de rapport a été effectué. Par rapport à la mesure de la résistance DC, l’analyse des résultats du test de rapport a facilité la détection d’un court-circuit entre les spires d’enroulement.
L’erreur de rapport a dépassé la limite et est bien supérieure à la valeur d’avertissement de 1 % spécifiée dans la réglementation. La valeur positive de l’erreur de rapport indique que le transformateur de distribution de 400 kVA présente un défaut de court-circuit du côté basse tension. En comparant l’erreur de rapport triphasé, l’erreur de rapport AB/ab est la plus grande et le transformateur de distribution de 400 kVA est câblé en Dyn11, ce qui en déduit que le défaut de court-circuit s’est principalement produit dans l’enroulement basse tension de la phase A.
Selon les données et les conclusions des tests électriques, combinées au phénomène apparent de déformation de l’enroulement constaté lors du levage du couvercle, une analyse complète pour obtenir les causes de défaut de court-circuit de la sortie du transformateur de distribution 400kVA est la suivante.
En comparant et en analysant les données de test en usine et les données de mesure après le défaut, il a été constaté que les données de l’enroulement de phase A du transformateur de distribution de 400 kVA avaient considérablement changé et dépassaient la plage d’avertissement spécifiée dans la réglementation ; Grâce au test d’isolation, on pourrait déduire que l’enroulement basse tension a-phase du transformateur de distribution 400 kVA et le noyau entre l’isolation ont été endommagés.
Le test de résistance CC a révélé que la résistance CC du côté haute tension de la phase A avait augmenté, supposant ainsi qu’il pourrait y avoir des brins brûlés ou cassés dans l’enroulement de la phase A.
L’analyse des données de rapport d’enroulement après le défaut a montré que l’erreur de rapport de torsion de la phase A était bien supérieure à la valeur d’avertissement, déduisant ainsi qu’il y avait un court-circuit entre les spires dans l’enroulement de ce transformateur de distribution de 400 kVA.
Une analyse plus approfondie a montré que le transformateur de distribution de 400 kVA avait été soumis à des courants de court-circuit répétés du côté basse tension de la sortie de phase a, générant une grande quantité de chaleur dans l’enroulement basse tension, qui ne pouvait pas être dissipée à temps dans le réservoir, ce qui entraîne une forte augmentation de la température de l’enroulement et une stabilité thermique réduite.
Dans le même temps, le courant de court-circuit traversant l’équipement électrique produira une contrainte électromagnétique; la force électromotrice de court-circuit est des centaines de fois la pression mécanique sur l’enroulement pendant le fonctionnement normal du transformateur, ce qui diminue la résistance mécanique de l’enroulement. Comme la direction actuelle de l’enroulement haute tension et de l’enroulement basse tension est opposée, la contrainte de court-circuit fait que l’enroulement haute tension dans la couche externe du réservoir se dilate vers l’extérieur par la force de traction, et l’enroulement basse tension dans l’intérieur contrat de couche vers l’intérieur par la résistance à la compression.
Les bobines sont pressées et étirées entre elles de sorte que la distance d’isolation entre les spires de l’enroulement, de l’enroulement et du noyau change, entraînant une diminution de la résistance d’isolation et de la stabilité mécanique de l’équipement, puis un court-circuit entre les spires , déconnexion d’enroulement, brûlure de noyau et autres défauts.
L’effet cumulatif du courant de court-circuit sur le transformateur a provoqué une intensification de la déformation de l’enroulement et une extension des dommages à l’isolation, ce qui était la principale raison pour laquelle le transformateur de distribution de 400 kVA a subi un défaut de court-circuit à la sortie de l’enroulement basse tension.
L’équipement est en panne de fonctionnement à long terme ; l’effet cumulatif du courant de court-circuit provoque une rupture d’isolation entre l’enroulement basse tension et le noyau de fer, et le vaste courant de court-circuit fait brûler le noyau de fer. Dans le même temps, sous la contrainte de court-circuit, l’enroulement haute tension de phase A a également subi une déformation irréversible, provoquant l’encastrement des spires du fil d’enroulement et la rupture du fil. Cela a finalement conduit à la destruction du transformateur de distribution de 400 kVA et a provoqué une interruption de l’alimentation électrique.
En portant un jugement préliminaire sur un défaut de court-circuit à la sortie d’un transformateur de distribution de 400 kVA et les raisons de son apparition, combiné à une inspection de la grue, un test de résistance CC, un test de rapport et un test d’isolation pour diagnostiquer le défaut, analysez les causes affectant le 400 kVA court-circuit à la sortie du transformateur de distribution et proposer des mesures préventives correspondantes sont présentées.
(1) En raison d’un grand nombre de lignes de connexion côté charge basse tension et de la complexité du scénario d’utilisation, le transformateur de distribution 400kVA est souvent soumis à des courants de court-circuit soudains dans diverses conditions de fonctionnement dans un environnement de fonctionnement conventionnel et est sujet aux défauts de court-circuit. Par conséquent, des mesures appropriées doivent être prises en temps opportun pour réduire la probabilité de défaillances.
Faites attention aux détails du noyau du transformateur de distribution 400kVA, de l’enroulement et du changeur de prises pendant le processus d’assemblage de l’équipement, améliorez le processus de fabrication du produit, empêchez l’augmentation des fuites magnétiques causées par des boulons desserrés, des fils cassés, la déformation du noyau et d’autres problèmes , de sorte que la surchauffe interne du réservoir d’huile du transformateur, la résistance de l’isolation est réduite ; essayez d’utiliser des matériaux d’isolation résistants à la chaleur et à haute résistance mécanique, optimisez les performances du produit, pour améliorer la résistance aux courts-circuits de l’équipement.
2) Pour un transformateur de distribution 400kVA, qui est fréquemment impacté par le courant de court-circuit, même si l’équipement peut encore fonctionner normalement, cela peut entraîner une instabilité mécanique ou une perte de capacité d’isolation de l’enroulement du transformateur de distribution 400kVA en raison d’une déformation mineure.
Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à la maintenance et à la gestion quotidiennes du transformateur de distribution de 400 kVA, en exécutant activement divers plans de maintenance, en gardant une trace des enregistrements de données opérationnelles pertinentes et en établissant un système de données de test en ligne pour le fonctionnement de l’équipement.
Le transformateur de distribution 400kVA fonctionnant dans un environnement de fonctionnement difficile doit être aussi court que possible pour raccourcir le cycle de révision, le jugement en temps opportun de l’état de santé de l’enroulement, pour éviter la formation de risques pour la sécurité dus à la défaillance d’un équipement introuvable à temps, ce qui entraîne l’interruption de l’alimentation électrique dans le fonctionnement de l’équipement.
(3) Lors de l’analyse de la cause des défauts dans un équipement défectueux, le type de défaut ne doit pas être jugé uniquement par une quantité d’état, mais doit inclure une analyse complète des résultats de mesure des tests tels que la résistance DC, la résistance d’isolement, le rapport variable et valeur de perte diélectrique, puis les combiner avec l’état de charge et l’état de fonctionnement du transformateur de distribution 400kVA pour établir un diagnostic complet. Les données de mesure correspondantes doivent être comparées. S’il y a un écart significatif par rapport aux données précédentes, une attention particulière doit être portée même si les données sont toujours dans la plage normale.
Si nécessaire, une vérification de la hotte doit être effectuée pour prendre pleinement en compte l’effet cumulatif sur l’enroulement du transformateur de distribution 400 kVA, réduire la probabilité de défauts latents, améliorer la capacité de diagnostic des défauts du transformateur de distribution 400 kVA et garantir le fonctionnement fiable de l’équipement.
Un cas typique d’un transformateur de distribution de 400 kVA souffrant d’une déformation de l’enroulement après un choc de court-circuit en sortie est analysé. Le type de défaut et le degré de danger sont jugés à l’aide d’une analyse de diagnostic complète combinée aux résultats des tests par le biais d’une inspection de la grue.
Les mesures spécifiques pour améliorer la fiabilité opérationnelle du transformateur de distribution de 400 kVA en cas de défaut de court-circuit de sortie ont été proposées pour accumuler des données et de l’expérience dans le diagnostic des défauts pour le fonctionnement sûr des futurs équipements.
Download Resource
Les stations de distribution du réseau électrique à basse tension assurent la transmission et la
Principe du résolveur (transformation du signal）) Le signal de sortie du résolveur est un signal
Guide complet des normes de transformateur de distribution Cet article vous donne des informations