Dépannage des phénomènes anormaux dans les transformateurs

1) Le bruit du transformateur est plus fort que d'habitude et uniforme. Les raisons peuvent être les suivantes :

(1) Une surtension se produit sur le réseau électrique. Lorsqu'un défaut de mise à la terre monophasé se produit sur le réseau électrique ou lorsqu'une surtension par résonance se produit, le bruit du transformateur augmente.

(2) En cas de surcharge du transformateur, celui-ci émet un bourdonnement important. Si la charge du transformateur dépasse la valeur de surcharge normale admissible, elle doit être réduite conformément à la réglementation en vigueur. Solution : analyser les causes, consigner les informations, renforcer la surveillance et rétablir le fonctionnement normal du transformateur dans les plus brefs délais. Si la surcharge est en cause, la procédure de traitement des surcharges doit être appliquée.

2) Le transformateur émet du bruit

Des vibrations peuvent être causées par des pièces mal fixées sur le transformateur. Si le bruit du transformateur augmente sensiblement, sans anomalie de courant ni de tension, cela peut être dû au desserrage d'une bride interne ou d'une vis serrant le noyau de fer, ce qui accentue les vibrations de la tôle d'acier au silicium. Mesures correctives : si le fonctionnement du transformateur n'est pas affecté, il est possible de ne pas intervenir immédiatement, de consigner les problèmes, de renforcer la surveillance, de rédiger un rapport et de demander une inspection et une prise en charge en cas de coupure de courant auprès des autorités compétentes.

3) Le transformateur émet un son de décharge

Le transformateur émet un crépitement lors des décharges. Si vous observez une couronne bleue ou des étincelles près des traversées du transformateur la nuit ou par temps de pluie, cela indique que les pièces en porcelaine sont fortement encrassées ou que les cartes de connexion présentent un mauvais contact. Si le transformateur présente des décharges internes, il peut s'agir de décharges électrostatiques dues à des composants non mis à la terre, de décharges entre spires de la bobine ou d'une décharge causée par un mauvais contact du changeur de prises. Solution : Dans ce cas, il convient de signaler la situation au répartiteur et aux responsables concernés afin de demander une inspection du transformateur suite à une panne de courant.

4) Le transformateur émet un claquement.

Indique que l'isolation interne ou superficielle du transformateur est défectueuse et que le transformateur doit être immédiatement arrêté pour inspection.

5) Le transformateur émet un bruit d'eau qui bout.

Si le transformateur émet un bruit d'eau qui bout, que la température change brusquement et que le niveau d'huile monte, il faut en conclure que l'enroulement du transformateur est en court-circuit ou que le changeur de prises est mal connecté, ce qui provoque une surchauffe importante ; le transformateur doit alors être immédiatement arrêté pour inspection.

2. La température de l'huile supérieure est élevée.

En fonctionnement normal, la température de l'huile de la couche supérieure du transformateur doit être surveillée afin de contrôler la température des enroulements et ainsi prévenir la dégradation et le vieillissement de l'isolation. Si, en conditions normales de charge et de refroidissement, la température de l'huile dépasse de plus de 10 °C la normale ou si la charge reste constante et que la température continue d'augmenter, un défaut (tel qu'un incendie du noyau de fer ou un court-circuit entre spires) est détecté. Dans ce cas, le transformateur doit être immédiatement arrêté afin d'éviter toute aggravation de l'incident.

3. La couleur de l'huile est anormale

Normalement, l'huile du transformateur doit être jaune vif et transparente. Si la couleur de l'huile, mesurée par le niveau d'huile, change en cours de fonctionnement, veuillez faire prélever des échantillons pour analyse en laboratoire. Si la couleur de l'huile se détériore soudainement en cours de fonctionnement et que des dépôts de carbone ou d'autres anomalies sont détectés, l'alimentation électrique doit être immédiatement coupée afin de procéder à une inspection et à une intervention.

4. Le niveau d'huile est anormal

Le bain d'huile du transformateur est équipé d'un indicateur de niveau d'huile, qui affiche généralement trois repères lorsque la température est de -30 °C, +20 °C et +40 °C. Ces trois repères permettent de déterminer s'il est nécessaire de procéder à un appoint d'huile ou à une vidange. Niveau d'huile élevé : si le niveau d'huile du transformateur en fonctionnement est trop élevé ou si l'huile déborde du bain d'huile, il convient de vérifier d'abord que la charge et la température du transformateur sont normales. Un niveau d'huile erroné peut être dû à l'obstruction d'une conduite standard. Dans ce cas, avec l'accord du responsable de service, la protection par gaz (gaz lourd) doit être activée et le port d'un masque respiratoire doit être effectué avant toute intervention. Si le débordement du bain d'huile est dû à une température ambiante élevée, il est nécessaire de vidanger l'huile. Niveau d'huile bas : si le niveau d'huile du transformateur est trop bas, la protection par gaz (gaz léger) se déclenche. En cas de manque d'huile important, le noyau et les enroulements de fer sont exposés à l'air, ce qui favorise l'humidité et peut entraîner une défaillance de l'isolation. Par conséquent, la méthode d'injection d'huile sous vide doit être utilisée pour le ravitaillement des transformateurs en fonctionnement. Si le niveau d'huile chute rapidement en raison d'une fuite importante, en dessous du seuil de déclenchement du relais de gaz ou s'il continue de baisser, le transformateur doit être immédiatement arrêté.

5. Lorsque le transformateur en fonctionnement de surcharge est surchargé, l'indication de l'ampèremètre dépasse la valeur stable, le signal, la sonnerie d'alarme, etc. peuvent apparaître.

Les opérateurs doivent traiter cette situation selon les principes suivants :

①Vérifiez si le courant de chaque côté dépasse la valeur spécifiée et signalez-le à l'agent de service.

②Vérifiez si le niveau d'huile et la température de l'huile du transformateur sont normaux, et mettez tous les refroidisseurs en marche en même temps.

③ Ajustez le mode de fonctionnement en temps opportun. Si un transformateur de rechange est disponible, il doit être mis en service.

④Contactez la planification et ajustez la répartition de la charge en temps opportun.

⑤ En cas de surcharge normale, la durée de fonctionnement admissible peut être déterminée en fonction du multiple de la surcharge. La surveillance du niveau et de la température d'huile doit être renforcée et la valeur admissible ne doit pas être dépassée. En cas de dépassement, la charge doit être immédiatement réduite.

⑥ En cas de surcharge accidentelle, le coefficient multiplicateur et la durée de surcharge admissibles doivent être respectés conformément aux spécifications du fabricant. Si le coefficient multiplicateur et la durée de surcharge dépassent les valeurs admissibles, la conformité du transformateur doit également être réduite conformément à la réglementation.

⑦ Procéder à une inspection complète du transformateur et de ses systèmes associés. Toute anomalie constatée doit être signalée et prise en charge.

6. Défaillance du système de refroidissement

En cas de défaillance du système de refroidissement du transformateur (pompe à huile submersible, circuit d'eau de refroidissement) et d'activation du commutateur de secours du refroidisseur ainsi que du signal d'arrêt complet de ce dernier, les mesures suivantes doivent être prises : 1. Vérifier immédiatement la mise en marche du refroidisseur de secours. 2. Identifier immédiatement la cause de la coupure de courant et rétablir le fonctionnement normal du dispositif de refroidissement dans les plus brefs délais. 3. Renforcer la surveillance de la température et du niveau d'huile de la couche supérieure du transformateur, notamment pendant l'arrêt complet du dispositif de refroidissement. 4. Si le système de refroidissement ne peut être rétabli immédiatement, demander une réduction de la charge ou la mise hors service du transformateur afin d'éviter un fonctionnement sans refroidissement pendant une durée supérieure à celle spécifiée, susceptible d'entraîner une surchauffe et des dommages.

7. Action de protection contre les gaz

Les raisons justifiant l'utilisation d'un écran de protection gazeuse peuvent être les suivantes :

1. Un léger défaut affecte le transformateur, provoquant un faible dégagement de gaz ; 2. De l'air s'infiltre dans le transformateur ; 3. Le niveau d'huile baisse. Dès l'apparition du signal de protection contre les gaz, l'opérateur doit immédiatement procéder à une inspection externe du transformateur. Il convient tout d'abord de vérifier le niveau et la couleur de l'huile dans le bac de récupération, ainsi que la présence, le volume et la couleur du gaz dans le relais de gaz. Il faut ensuite contrôler l'absence de fuites d'huile au niveau du corps du transformateur et du système de circulation forcée. Parallèlement, il est important d'observer les variations de charge, de température et de niveau sonore du transformateur. Si aucune anomalie n'est constatée après l'inspection externe, il est nécessaire de prélever le gaz dégagé afin d'en déterminer la nature. Si besoin, un échantillon d'huile doit être prélevé pour analyse afin de confirmer la nature du défaut.

8. Pièces et causes susceptibles de chauffer pendant le fonctionnement

1. Un mauvais contact du changeur de prises et un mauvais contact électrique augmentent la résistance de contact, la consommation et provoquent une forte surchauffe. Ce phénomène est particulièrement susceptible de se produire après un changement de prise et en cas de surcharge du transformateur.

2. Court-circuit entre spires : Un court-circuit entre spires est une détérioration de l'isolation entre deux spires adjacentes. Il crée une boucle de court-circuit fermée et réduit le nombre de spires de l'enroulement concerné. Un courant de court-circuit est induit par le flux magnétique alternatif dans cette boucle, ce qui génère une forte chaleur et peut entraîner la destruction du transformateur.

3. Un court-circuit se produit entre les tôles d'acier au silicium du noyau de fer. Suite à une déformation due à une force extérieure ou au vieillissement de l'isolation, la peinture isolante entre les tôles est endommagée, ce qui augmente les courants de Foucault, provoque une surchauffe localisée et, dans les cas les plus graves, une fusion. C'est ce qu'on appelle un incendie du noyau de fer.

4. Un mauvais contact entre les autres pièces provoque une surchauffe locale.

Conseils de manipulation : surveiller de près les variations de température des pièces surchauffées afin de garantir un fonctionnement sûr, analyser les causes de la surchauffe, planifier les interventions et gérer les coupures de courant.

2. Gestion des accidents impliquant des transformateurs

Règles générales : Conformément au point 6.1.2 de la norme DL/T572-95 « Règlement d’exploitation des transformateurs de puissance » : Le transformateur doit être immédiatement arrêté si l’une des conditions suivantes se produit. Si un transformateur de secours est en service, il doit être mis en marche dès que possible : a. Le bruit du transformateur augmente sensiblement et de manière anormale, et des craquements se font entendre à l’intérieur ; b. Fuite ou injection d’huile importante, entraînant une chute du niveau d’huile en dessous du seuil indiqué par la jauge ; c. Les traversées sont gravement endommagées et présentent une décharge ; d. Le transformateur prend feu et dégage de la fumée.

1. Le transformateur se déclenche automatiquement.

Après le déclenchement automatique du transformateur, les inspections et traitements suivants doivent être effectués : ① Après le déclenchement automatique du transformateur, l’opérateur doit procéder à un traitement systématique : mise en service du transformateur de secours, réglage du mode de fonctionnement et de la répartition de la charge, et maintien du système d’exploitation et de ses équipements en état de fonctionnement normal. ② Vérifier le type d’action de protection et sa conformité. ③ Déterminer si le système présente une défaillance et en identifier la nature. ④ Les conditions suivantes peuvent être testées sur place sans inspection externe : dysfonctionnement de la protection suite à un contact accidentel avec le personnel ; activation de la seule protection contre les surintensités basse tension ou à temporisation, et défaillance simultanée de l’équipement de niveau inférieur du transformateur de déclenchement, sans activation de sa protection. Le point de défaillance doit être isolé. ⑤ Si une protection différentielle, une protection contre les gaz ou une protection contre les surintensités à coupure rapide, ou toute autre action de protection, a un impact en cas de défaut, il est nécessaire de procéder à une inspection détaillée du transformateur et de son système, à une coupure de courant et à une mesure de l’isolation. Il est interdit de mettre le transformateur en service tant que la cause n'a pas été identifiée ou traitée.

2. Action de protection contre le gaz (déclenchement)

En cas de déclenchement du dispositif de protection contre les gaz du transformateur, les inspections et traitements suivants doivent être effectués : a) Prélever le gaz du relais de gaz pour analyse chromatographique. En l'absence de gaz, vérifier l'isolation des bornes et des conducteurs du circuit secondaire et du relais de gaz. b) Vérifier le niveau, la température et la couleur de l'huile. c) Vérifier l'intégrité du tuyau antidéflagrant et procéder à une injection d'huile. d) Vérifier l'intégrité de l'enveloppe du transformateur et l'absence de défauts au niveau des soudures pour permettre l'injection d'huile. e) Si aucune anomalie n'est constatée après inspection et que le dysfonctionnement est attribué à un défaut du circuit secondaire, la protection contre les gaz peut être activée ou désactivée, à condition que la protection différentielle et la protection contre les surintensités soient activées. Effectuer un test de mise sous tension et renforcer la surveillance. f) En cas de présence de gaz dans le relais de gaz ou de problème lié aux points a, b, c et d ci-dessus, procéder à une inspection de la mise hors tension et aux traitements appropriés. Une inspection et des tests doivent être effectués avant la remise en service.

3. Action de protection contre les surintensités du transformateur

En cas de déclenchement de la protection contre les surintensités du transformateur, les inspections et traitements suivants doivent être effectués : a) Vérifier l’absence de court-circuit et de corps étrangers sur la barre omnibus et les équipements qui y sont raccordés ; b) Vérifier l’absence de court-circuit des transformateurs ; c) Vérifier le fonctionnement de la protection côté basse tension et l’activation de la protection de chaque ligne ; d) Si l’absence d’alimentation de la barre omnibus est confirmée, couper l’alimentation de la ligne qu’elle transporte ; e) En cas de défaillance de la barre omnibus, envisager un changement de barre ou un transfert de charge ; f) Si le déclenchement est confirmé comme étant un déclenchement par saut de ligne après inspection, contacter le responsable de service et tenter une première mise sous tension ; g) Si l’alimentation de test est correcte, vérifier la ligne défectueuse une par une ; h) Si la panne est due à un défaut de circuit, la mise sous tension ne peut être rétablie qu’après élimination de la cause du défaut.

4. Action de protection différentielle du transformateur

Après le déclenchement de la protection différentielle du transformateur, les vérifications et traitements suivants doivent être effectués : a) Vérifier l’état du transformateur, notamment l’absence de contournement ou de dommage des isolateurs dans la zone de protection différentielle, ainsi que l’absence de court-circuit des conducteurs. b) En l’absence de défaut apparent dans l’équipement situé dans la zone de protection différentielle, vérifier l’état du relais de protection et du circuit secondaire, ainsi que la mise à la terre du circuit CC en deux points. c) Si aucune anomalie n’est constatée lors de ces vérifications, et après validation par l’ingénieur en chef, effectuer un essai de mise sous tension à charge déconnectée, puis remettre le transformateur en service une fois l’essai concluant. d) En cas de dysfonctionnement dû au circuit électrique, au circuit secondaire, etc., et avec l’accord de l’ingénieur en chef, désactiver la protection différentielle et remettre le transformateur en service. e) En cas de déclenchement simultané de la protection différentielle et de la protection contre les gaz, la remise en service du transformateur doit être effectuée sans inspection et essais internes préalables.

5. Le transformateur prend feu

Principes de traitement d'un incendie de transformateur : coupure de courant – vidange d'huile – extinction de l'incendie. ① Coupure de courant : Le transformateur prend feu. Si la protection ne se déclenche pas automatiquement, il convient de déconnecter en premier lieu les disjoncteurs et les sectionneurs qui y sont connectés, puis de retirer le refroidisseur pour couper son alimentation. Si le fonctionnement des équipements adjacents est menacé, il faut également contacter immédiatement les services compétents pour les arrêter. ② Vidange d'huile : Si l'huile déborde du transformateur et prend feu, ouvrez la vanne de vidange située en bas du transformateur et évacuez l'huile vers le bassin de rétention, de sorte que le niveau d'huile soit inférieur à la surface du feu. Si l'incendie est dû à un défaut interne du transformateur, la vidange d'huile est impossible afin d'éviter une explosion. Si l'enveloppe du transformateur est percée et que l'huile déborde, fermez la vanne de vidange du bassin de rétention, puis ouvrez la vanne de purge d'huile principale pour évacuer l'huile vers le bassin de rétention. ③ Mettez en marche la pompe à eau incendie, ouvrez la vanne d'incendie et arrosez le transformateur pour éteindre l'incendie. ④ Faites un rapport à votre supérieur et activez le plan d'urgence. ⑤ Prévenez les pompiers pour obtenir de l'aide.