Le transformateur est un composant crucial d’un système électrique et il est essentiel de mettre en œuvre des systèmes de protection pour garantir son fonctionnement sûr et fiable. Les systèmes de protection des transformateurs sont conçus pour détecter et réagir aux conditions de fonctionnement anormales, telles que les surcharges, les courts-circuits et les défauts d'isolation, afin d'éviter les dommages aux équipements et les temps d'arrêt du système électrique. Dans cet article, nous donnerons un aperçu des différents systèmes de protection des transformateurs utilisés dans l'industrie, y compris leurs principes, dispositifs et applications.
La protection différentielle est l’un des systèmes les plus courants et les plus utilisés pour la protection des transformateurs. Il fonctionne sur le principe de comparer le courant entrant et sortant des enroulements du transformateur. S'il y a un défaut dans la zone protégée, le courant sera déséquilibré et le relais différentiel fonctionnera pour déclencher le transformateur. La protection différentielle offre une grande sensibilité aux défauts internes et est insensible aux défauts traversants et aux perturbations externes. Il est généralement appliqué aux gros transformateurs de puissance et est efficace pour détecter les défauts naissants et les défauts d’isolation.
Le relais Buchholz est un dispositif de protection spécialisé installé dans la tuyauterie entre la cuve du transformateur et le conservateur. Il est conçu pour détecter les défauts naissants tels qu'une rupture d'isolation, une surchauffe et la présence d'air ou de gaz dans l'huile du transformateur. Le relais fonctionne sur le principe du débit de gaz et d'huile en raison d'un défaut interne. Lorsqu'un défaut se produit, du gaz est généré dans le réservoir du transformateur, ce qui fait que le flux d'huile déplace le flotteur dans le relais, ce qui déclenche le transformateur. La protection Buchholz est particulièrement efficace pour détecter les défauts des transformateurs immergés dans l'huile et constitue un moyen rentable de prévenir les pannes catastrophiques des transformateurs.
La protection contre les surintensités est un système fondamental utilisé pour protéger les transformateurs contre les surcharges et les courts-circuits. Il fonctionne en surveillant le courant circulant dans les enroulements du transformateur et en déclenchant le disjoncteur si le courant dépasse un seuil prédéfini. La protection contre les surintensités peut être mise en œuvre à l'aide de divers dispositifs, tels que des relais de surintensité, des relais électroniques et des systèmes de protection numérique. Il est essentiel pour protéger les transformateurs contre les dommages thermiques causés par des surcharges prolongées et des défauts de court-circuit.
La surveillance des gaz et de la température est un aspect essentiel de la protection des transformateurs, car elle fournit une alerte précoce en cas de défauts internes et de dégradation de l'isolation. La surveillance des gaz implique la détection et l'analyse des gaz générés dans l'huile du transformateur en raison d'arcs électriques, de surchauffes et de ruptures d'isolation. Les gaz de défaut courants comprennent le méthane, l'éthylène et l'hydrogène, qui indiquent des types de défauts spécifiques. La surveillance de la température, quant à elle, implique l'utilisation de capteurs pour mesurer la température des enroulements du transformateur et de l'huile. Une augmentation anormale de la température peut indiquer un défaut interne ou une condition de surcharge, et peut être utilisée pour lancer des actions de protection telles que l'annonce d'une alarme ou un déclenchement.
La protection contre le surflux est conçue pour protéger les transformateurs des niveaux de flux magnétique excessifs pouvant entraîner une saturation du noyau et une surchauffe. Un flux excessif peut se produire lors de perturbations du système, de la mise sous tension de transformateurs déchargés ou dans des conditions de faible facteur de puissance. Le système de protection implique généralement l'utilisation d'un relais de surflux dédié qui mesure les formes d'onde de tension et de courant aux bornes du transformateur et déclenche le transformateur si les niveaux de flux dépassent les limites autorisées. La protection contre les surflux est essentielle pour éviter les dommages au noyau et garantir la fiabilité à long terme du transformateur.
En résumé, les systèmes de protection des transformateurs jouent un rôle essentiel pour garantir le fonctionnement sûr et efficace des transformateurs de puissance. La protection différentielle, la protection Buchholz, la protection contre les surintensités, la surveillance des gaz et de la température et la protection contre les flux excessifs ne sont que quelques exemples de la gamme diversifiée de systèmes disponibles pour la protection des transformateurs. Chaque système a ses principes, dispositifs et applications uniques, et ils fonctionnent ensemble pour fournir une protection complète contre diverses conditions de panne. En mettant en œuvre des systèmes de protection appropriés, les services publics et les installations industrielles peuvent minimiser le risque de panne de transformateur et améliorer la résilience de leurs systèmes électriques.
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