Essais de transformateurs
Table des matières
- Types de tests
- Mesure de la résistance des enroulements
- Méthode Kelvin (4 fils)
- La mesure du côté BT peut prendre du temps
- Tester le courant
- IEEE Guide for Field Diagnostic Testing of Power Transformers, Regulators and Fluid-Filled Reactors, IEEE std C57.152TM
- Démagnétisation des transformateurs
- Appareils de test CA
- Mesure du ratio de rotation
- Mesure du courant d'excitation
- Détection de groupes de vecteurs
- Mesure de l'angle de phase
- Mesure de l'ASF
Instruments de test pour transformateurs
Types de tests
Tests en courant continu
- Mesure de la résistance des enroulements
- Analyse OLTC
- Essais de vibration OLTC
- Essais de vibration Oltc
- Essai d'échauffement
- Essai de vibration Oltc
- Processus de démagnétisation
- Processus de démagnétisation
- Test de démagnétisation
Test CA
- Mesure du rapport de transformation des transformateurs de puissance
- Comptage du rapport de transformation des transformateurs de puissance
- Comptage des transformateurs de puissance.
- Vérification du rapport de transformation des transformateurs de mesure
- Transformateurs de mesure
- Transformateurs de mesure
- Mesure du courant d'excitation
- Mesure de l'angle de phase
- Mesure de l'angle de phase
- Détection automatique de l'angle de phase
- Détection automatique de groupes de vecteurs
- Détection de groupes de vecteurs
- Détection automatique de groupes de vecteurs
- Détection de groupes de vecteurs.
- Test d'équilibre magnétique
- Test d'équilibre magnétique
- Test d'équilibre magnétique
- Test d'équilibre magnétique
- Analyse de la réponse en fréquence du balayage
- Analyse de la réponse en fréquence de la fauchée
Mesure de la résistance des enroulements
Pourquoi est-ce important?
- Pourquoi est-ce important?
- Pourquoi est-ce important ?
- Dégâts aux enroulements et aux connexions
- Dégâts aux enroulements et aux connexions
- Dysfonctionnement du contact OLTC
- Défini par les normes et les directives
- Défini par les normes et les directives
Comment cela se passe-t-il ?
- Injecter un courant continu, mesurer la chute de tension, calculer la résistance R = U / I
- Courant continu, mesurer la chute de tension, calculer la résistance R = U / I
- Courant continu
- Cette opération doit être effectuée pour toutes les phases et pour chaque position de prise
- Comparer avec la mesure de référence, sur toutes les phases
Méthode Kelvin (4 fils)
- Méthode (4 fils)
Comment procède-t-on ?
- Injection de courant continu, mesure de la chute de tension R = U / I
- Temps nécessaire pour charger les enroulements et stabiliser le courant
- Temps nécessaire pour charger les enroulements et stabiliser le courant
- Un transformateur plus grand nécessite des courants plus élevés et plus de temps pour saturer
Processus de chargement
- Le courant circulant dans les bobines provoque un champ magnétique qui génère une force opposée (EMF) qui ralentit le processus de chargement.
- Initialement, la FEM est égale à la tension appliquée et diminue à mesure que le courant (Vs/R) augmente.
Charge
Temps de chargement
- Volt-secondes nécessaires
- Un enroulement
- Un enroulement de 100 kV à 50 Hz nécessite 450 Vs
- Un enroulement de 100 kV à 60 Hz nécessite 375 Vs
- Donc, l'enroulement de 50 Hz a besoin de 75 s à 6 V
- Or ≈8 s à 60 V
- Jusqu'à une minute pour les grands transformateurs
- Or ≈8 s à 60 V
Processus de stabilisation
- Saturation du noyau
- Processus de stabilisation
- Dépend de la constante de temps L/R
- Processus de stabilisation
- Processus de stabilisation
- Élimine l'influence de l'inductance
- Élimine l'influence de l'inductance
Comment saturer le noyau
?- Un courant faible peut ne pas saturer le noyau dans un temps raisonnable
- Le temps de stabilisation dépend de la constante de temps L / R
- Un courant élevé permet une meilleure saturation, ce qui réduit l'influence de L et raccourcit finalement la durée du test
- Un courant plus élevé permet une meilleure saturation, ce qui réduit l'influence de L et raccourcit finalement la durée du test
- Une force magnétomotrice plus élevée (FMM) = N x I - stabilisation plus rapide
- Un courant trop élevé peut chauffer le bobinage (IEC Itest<10%In, IEEE Itest<15%In)
- Courant plus élevé => ; meilleure saturation => ; moins d'influence de L => ; temps plus court
Les courants trop élevés chauffent le bobinage (< ; 10% de In).
50 A - Courant d'essai échauffement Cooper
Echauffement Cooper
La mesure du côté BT peut prendre du temps
- Le côté BT peut avoir une très faible résistance
- Donc une grande constante de temps L/R
- En particulier si les enroulements BT sont connectés en triangle, le courant traverse les trois phases
- Dans les grandes unités, la stabilisation peut prendre entre 15 et 60 minutes par phase.
Utilisez l'enroulement haute tension comme aide supplémentaire pour une saturation plus rapide
Mesure des enroulements BT avec support d'enroulement HT
- Le côté haute tension a un nombre de tours beaucoup plus élevé
- Plus d'ampères-tours avec moins de courant
- Augmentation du MMF = (N1 + N2) ∙ I
- Saturation plus rapide
Tester le courant
Comment déterminer le courant d'essai
?- Au moins 1,2 x Iex pour saturer le noyau en un temps raisonnable
- Iex est généralement de 2 à 5 % de In (courant nominal)
- Iex = 2 à 5 % de In (courant nominal)
- Iex = 2 % de In (courant nominal)
- Itest = 3% - 6% de In pour la plupart des transformateurs de puissance
- Iex = 3% - 6% de In pour la plupart des transformateurs de puissance
- Offres du marché de 1 A à 100 A
Décharge
Sécurité
- Sécurité
- Sécurité
- Énergie inductive cumulative dans les enroulements
- Accumulation d'énergie inductive dans les enroulements
- Sécurité
- Sécurité
- Circuit ouvert accidentellement
IEEE Guide for Field Diagnostic Testing of Power Transformers, Regulators and Fluid-Filled Reactors, IEEE std C57.152TM
- En comparaison phase à phase, l'écart de la valeur de la résistance doit être inférieur à 2 %.
- CIGRE Working Group A2.34 - Guide for the maintenance of transformers
- En comparaison entre les phases, l'écart de la valeur de résistance doit être inférieur à 2-3%.
- Par rapport aux résultats des essais d'acceptation en usine, l'écart de la valeur de résistance doit être inférieur à 2 ou 3 %.
Qu'est-ce qu'un "bon" résultat ?
Qu'est-ce qu'un "bon" résultat ?Conseils des fabricants de transformateurs
Conseils des fabricants de transformateurs
Déviation VH entre les phases - moins de 0,3 - 0,5%.
LV déviation moins de 3-5% : plus de tolérance à l'erreur en raison d'autres éléments de circuit et des valeurs de résistance plus petites.
Voltage déviation moins de 3-5% : plus de tolérance à l'erreur en raison d'autres éléments de circuit et des valeurs de résistance plus petites.
LV déviation moins de 3-5% : plus de tolérance à l'erreur en raison de l'erreur.
La décision finale est prise sur la base de l'expertise technique des superviseurs des tests et de leur évaluation des conditions.
La décision finale est prise sur la base de l'expertise technique des superviseurs des tests et de leur évaluation des conditions.
Démagnétisation des transformateurs
Pourquoi c'est important
?Le magnétisme résiduel peut être à l'origine de divers problèmes :
- Courant d'appel de forte amplitude au démarrage du transformateur de puissance
- Dysfonctionnement du transformateur de puissance
- Dysfonctionnement des relais de protection
- Résultats erronés lors des mesures électriques sur le transformateur (test FRA, mesure du courant d'excitation, test de la balance magnétique, détection d'un mauvais groupe de vecteurs).
Causes de la magnétisation du transformateur:
- Causes de la magnétisation du transformateur
- Lorsqu'un transformateur est mis hors service
- Causes de magnétisation des transformateurs :
- Conséquence de courants de défaut élevés
- Lors de la mise hors service d'un transformateur
- Essais en courant continu
- Après une mise hors service
Comparaison du courant d'appel maximal avec et sans flux résiduel
- Courant d'appel maximal avec et sans flux résiduel
- L'utilisateur sélectionne le courant initial
- A chaque étape suivante, le courant diminue de 40% de la valeur précédente
- La démagnétisation prend fin lorsqu'un courant de 5 mA est atteint
Comment?
- La démagnétisation doit être effectuée avant les essais en courant alternatif, en particulier avant les essais de FRA et de courant d'excitation, avant AVGD, etc.
- Si l'objet du test est un (auto)transformateur triphasé, la démagnétisation des 3 phases doit être effectuée.
- Le courant de démagnétisation initial doit avoir la même valeur que le courant utilisé pour l'essai en courant continu.
- Le courant de démagnétisation initial doit être aussi élevé que possible.
- La démagnétisation doit être effectuée du côté du transformateur dont le point neutre est accessible. Si les côtés haute tension (HT) et basse tension (BT) ont ou n'ont pas de point neutre accessible, la démagnétisation doit être effectuée du côté HT.
- La démagnétisation doit être effectuée du côté BT.
Quand démagnétiser?
- Pourquoi est-ce important ?
- Avant les tests CA - pour éviter les mauvais résultats dus au magnétisme rémanent
- Avant la remise en service d'un transformateur - pour éviter des courants d'appel élevés et un fonctionnement incorrect des relais de protection
Appareils de test CA
- Mesure du rapport de tour
- Mesure du courant
- Mesure du courant d'excitation
- Mesure du courant d'actionneur
- Mesure de l'angle de phase.
- Détection de groupes de vecteurs.
- Test d'équilibre magnétique
- Test d'équilibre magnétique
- SFRA
Mesure du ratio de rotation
- SFRA
- Test le plus important
- Test principal
- Détection des défauts dans l'enroulement/le noyau
- Défauts de connexion possibles
- Détection des défauts du noyau
- Court-circuit
- Circuits courts
- Circuits court-circuités
- Mesure standard
- Mesure standardisée
- Le critère de réussite/échec pour les écarts par rapport au rapport des tours est de ±0,5 %.
- Important pour le FAT de vérifier la plaque signalétique
- Le rapport est mesuré en appliquant une tension du côté haute tension et en mesurant du côté basse tension.
- Phase à phase avec une tension monophasée
- Toutes les phases en même temps avec une tension triphasée réelle
- Tout type de transformateur peut être testé, y compris les transformateurs spéciaux, tels que les transformateurs à déphasage, et les transformateurs avec un groupe de vecteurs non standard.
- Tension plus élevée : plus grande précision
- Plus grande précision
Mesure du courant d'excitation
Pourquoi est-ce important?
- Pourquoi est-ce important?
- Pourquoi est-ce important ?
- Détection des boucles court-circuitées
- Courts-circuits à noyau stratifié
- Courts-circuits à noyau court-circuité
- Délaminations du noyau
- Vérification du processus de démagnétisation
Comment cela se passe-t-il ?
- Le courant d'excitation est le courant à vide du primaire du transformateur ou le courant magnétisant (avec secondaire ouvert) testé à tension réduite.
- Les résultats sont comparés aux valeurs obtenues avec les mêmes valeurs de tension d'essai
- Les résultats doivent suivre un schéma spécifique basé sur le type de construction du transformateur
Détection de groupes de vecteurs
Détection de groupes de vecteursPourquoi est-ce important
?- Vérification du groupe de vecteurs du transformateur
- Vérification du groupe de vecteurs
- Pendant/après la fabrication
- Durant la réparation
- Recherche de connexions incorrectes
Comment cela se passe-t-il ?
- Application d'un algorithme propriétaire et d'une solution logicielle chargée dans le TRT
- Tout à fait automatique
Mesure de l'angle de phase
Pourquoi est-ce important?
- Pourquoi est-ce important?
- Elle peut indiquer des problèmes dans les enroulements et/ou dans le noyau magnétique
- Mesure du déplacement des transformateurs avec des groupes de vecteurs spécifiques (transformateurs de déphasage, de redressement, de four à arc et de traction).
- Vérification de la polarité des transformateurs de mesure
Comment cela se passe-t-il ?
- Comment cela se passe-t-il ?
- Comparaison de la (des) tension(s) alternative(s) appliquée(s) du côté HT et de la (des) tension(s) alternative(s) induite(s) du côté BT
Mesure de l'ASF
- Mesure de l'ASF
- Analyseur à balayage de la réponse en fréquence
- Utilisée pour évaluer l'intégrité mécanique d'un transformateur
- Méthode des empreintes digitales
- Déformation du noyau/mouvement
- Fondations défectueuses
- Laminations court-circuitées
- Déformation/mouvement du noyau
- Connexions à la terre défectueuses
- Déformation de la bobine (axiale et radiale)
- Déformation du bobinage (axiale et radiale)
- Bobines court-circuitées ou enroulements ouverts
- Enroulements court-circuités ou enroulements ouverts
- Déplacement ou déformation de l'enroulement
- Bobines court-circuitées ou enroulements ouverts
- Pourquoi est-ce important ?