Analyse des causes de la surchauffe du transformateur

Analyse des causes de la surchauffe des transformateurs

Moi, la cause de la panne du transformateur lui-même

Pendant le fonctionnement du transformateur, lorsque la production et la dissipation de chaleur s'équilibrent, la température de chaque composant tend à se stabiliser. Si, dans les mêmes conditions, la température de l'huile dépasse de plus de 10 °C la normale, ou si la charge reste inchangée mais que la température continue d'augmenter, il est probable qu'un défaut se soit produit à l'intérieur du transformateur.

1. Mauvais contact du changeur de robinet

En raison d'une pression insuffisante au niveau du point de contact du changeur de prises pendant son fonctionnement, ou de l'encrassement de ce point de contact, la résistance de contact augmente. Cette augmentation de résistance entraîne une élévation de la température du contact et un échauffement. Ce phénomène est particulièrement marqué lors des changements de prises et en cas de surcharge du transformateur, ce qui favorise les mauvais contacts et la surchauffe.

Un mauvais contact du changeur de prises peut être constaté par l'actionnement fréquent des gaz légers. Des analyses d'échantillons d'huile montrent qu'un mauvais contact du changeur de prises entraîne une chute rapide du point d'éclair de l'huile. De plus, la qualité du contact du changeur de prises peut être déterminée en mesurant la valeur de la résistance en courant continu de la bobine.

2. Court-circuit entre spires de la bobine d'enroulement

En raison d'une détérioration de l'isolation entre plusieurs spires adjacentes de la bobine, un courant de court-circuit circulant apparaît. Simultanément, le nombre de spires de la bobine de cette phase est réduit, et la forte chaleur générée par ce courant de court-circuit provoque une surchauffe du transformateur, pouvant aller jusqu'à sa destruction.

Il existe de nombreuses causes de court-circuit entre les spires d'une bobine. Par exemple, un processus de fabrication imparfait peut endommager mécaniquement l'isolant ; une température élevée peut entraîner son vieillissement ; les principales causes sont la surtension et la surintensité. Un court-circuit important entre spires provoque une élévation de la température de l'huile, qui semble bouillir au niveau de la spire court-circuitée, et un gargouillement peut être entendu. Lors du prélèvement d'un échantillon d'huile pour analyse, on constate une détérioration de sa qualité, passant d'une faible perméabilité aux gaz à une forte perméabilité aux gaz. Dans ce cas, le court-circuit entre spires peut également être détecté par la mesure de la résistance en courant continu.

3. Court-circuit entre les tôles d'acier au silicium à noyau de fer

En raison de dommages causés par des forces extérieures, du vieillissement de l'isolation ou d'autres facteurs, l'isolation entre les tôles d'acier au silicium est endommagée, ce qui entraîne une augmentation des courants de Foucault et une surchauffe locale. De plus, l'endommagement de l'isolation de la vis du noyau est également à l'origine de ces courants de Foucault. Dans les cas les plus légers, l'échauffement est localisé et la température de l'huile du transformateur ne monte généralement pas ; dans les cas les plus graves, l'action des gaz est importante.

4. Manque d'huile ou obstruction dans le tuyau de refroidissement

L'huile de transformateur constitue l'isolant principal à l'intérieur du transformateur ; elle assure l'isolation, le refroidissement et l'extinction des arcs électriques. En cas de manque d'huile ou d'obstruction du conduit de dissipation thermique, la vitesse de refroidissement par circulation d'huile diminue, ce qui entraîne une hausse de la température du transformateur en fonctionnement.

II. Les causes externes de la température élevée du transformateur

1. Surcharge sévère

Lors du fonctionnement du transformateur, les pertes par hystérésis du noyau de fer, les pertes par courants de Foucault et les pertes cuivre de l'enroulement sont toutes converties en chaleur, ce qui entraîne une élévation de température. Les pertes fer sont des pertes quasi constantes, inhérentes à la structure du transformateur ; elles ne peuvent donc être ni réduites ni éliminées en cours de fonctionnement. Les pertes cuivre, quant à elles, varient en fonction de la charge. En cas de forte charge, l'augmentation des pertes cuivre provoque une élévation de température du transformateur.

2. Les entrées et sorties d'air de la salle des transformateurs sont obstruées ou la poussière est très présente.

Les entrées et sorties d'air de la salle des transformateurs constituent les voies de convection nécessaires au fonctionnement du transformateur. En cas d'obstruction ou d'encrassement important, les conditions de chauffage du transformateur restent inchangées, mais la dissipation de la chaleur s'en trouve dégradée. La chaleur ne peut alors plus être évacuée à temps vers l'environnement, ce qui entraîne une hausse de la température du transformateur en fonctionnement. Mesurez la température de l'air à une distance de 1,5 à 2 mètres de la cuve d'huile du transformateur, à mi-hauteur de celle-ci. Si la température mesurée est supérieure de 8 à 10 °C à la température ambiante, la ventilation de la salle des transformateurs doit être améliorée.

3. Défaillance du système de refroidissement du transformateur

Outre les tubes de refroidissement utilisés pour dissiper la chaleur, les transformateurs de puissance disposent également de systèmes de refroidissement tels que le refroidissement par air forcé, la circulation d'huile forcée et la circulation d'eau. En cas de défaillance du système de refroidissement ou de conditions de refroidissement insuffisantes, la température du transformateur en fonctionnement augmente.