Informations sur le transformateur de puissance et le réservoir d'huile

Type de réservoir de carburant :

Il existe deux types de base de cuves pour transformateurs : les cuves cylindriques et les cuves cloches.

Le réservoir de carburant cylindrique se compose de deux parties : le couvercle et le corps du réservoir. Son principal avantage réside dans sa conception simple et le faible volume d'huile nécessaire pour le remplissage. En revanche, pour les transformateurs de grande capacité, une grue dotée d'une capacité de levage suffisante est indispensable pour la maintenance sur site.

Le réservoir de carburant en forme de cloche se compose d'un réservoir supérieur et d'un réservoir inférieur. Ses avantages et ses inconvénients sont inverses à ceux du réservoir cylindrique.

Structure du réservoir de carburant :

Il existe deux types de base de structure de cuve de transformateur : cuve renforcée et cuve ondulée.

Le réservoir de carburant renforcé est constitué d'une plaque de renfort en fer supplémentaire fixée au fond du réservoir afin d'en accroître la solidité. Il existe des renforts en fer de type boucle et des renforts en fer de type plaque.

● Le réservoir de carburant ondulé est fabriqué à partir d'une plaque ondulée afin d'en renforcer la solidité. Il n'y a aucune différence de principe entre les deux types de réservoirs de carburant.

Réservoir d'huile rainuré

Réservoir d'huile en forme de plaque

Structure du réservoir de carburant :

Il existe deux types de base de structure de cuve de transformateur : cuve renforcée et cuve ondulée.

Le réservoir de carburant renforcé est constitué d'une plaque de renfort en fer supplémentaire fixée au fond du réservoir afin d'en accroître la solidité. Il existe des renforts en fer de type boucle et des renforts en fer de type plaque.

● Le réservoir de carburant ondulé est fabriqué à partir d'une plaque ondulée afin d'en renforcer la solidité. Il n'y a aucune différence de principe entre les deux types de réservoirs de carburant.

Accessoires du réservoir

Transport du char

Assemblage du transformateur

Corps de transformateur

Le principal élément des pièces du transformateur concerne la technologie de fixation du noyau et de l'enroulement du transformateur.

Le noyau de fer et les bobines de différents niveaux de tension sont assemblés, un dispositif de compression est ajouté, et les conducteurs sont soudés pour former un ensemble, appelé corps du transformateur. Le corps d'un transformateur comprend donc généralement des brides pour le noyau de fer et un dispositif de compression des bobines.

Attache du corps :

L'alignement concentrique de la bobine avec le noyau et en elle-même peut être assuré par un serrage précis de l'amplitude. Ceci est particulièrement crucial pour la bobine intérieure d'un transformateur de forte puissance, car elle doit résister à d'importantes contraintes électromagnétiques et mécaniques dues aux courts-circuits. Un serrage correct de l'amplitude est donc essentiel pour garantir la stabilité du système de support.

La fiabilité globale de la qualité de fabrication du transformateur dépend fortement d'un serrage axial correct de la bobine. Ceci garantit que la bobine puisse résister aux forces électromagnétiques de court-circuit et empêcher tout desserrage.

Clous à bouillir/Carton laminé/Clous en rouleau

corps de transformateur à courroie de traction

ancien modèle de corps de transformateur

Partie II Composants du transformateur

Le contenu principal de la section consacrée aux composants du transformateur porte sur la fonction de ces composants.

1. Traversée d'assemblage du transformateur

La traversée du transformateur est le dispositif de sortie qui achemine les conducteurs haute et basse tension internes au transformateur vers l'extérieur de la cuve d'huile . Elle assure l'isolation des conducteurs par rapport à la terre et leur fixation.

douille d'assemblage du transformateur

Ensemble transformateur - Interrupteur à prise

Afin de stabiliser la tension d'alimentation du réseau électrique, de contrôler le flux de puissance ou d'ajuster le courant de charge, il est nécessaire de régler la tension du transformateur.

Actuellement, le réglage de la tension du transformateur s'effectue par la prise latérale de l'enroulement. En modifiant le nombre de spires, on fait varier le rapport de tension par paliers, ce qui permet de supprimer ou d'ajouter des spires. Le composant utilisé pour régler la tension sur cette prise est appelé commutateur de prises.

En général, la prise appropriée est réalisée sur la bobine haute tension. Ceci s'explique par le fait que la bobine haute tension est généralement placée à l'extérieur, ce qui facilite l'accès à la prise ; de plus, le courant côté haute tension étant faible, la section parcourue par le courant dans le conducteur de prise et le commutateur est réduite, ce qui simplifie la fabrication du commutateur.

Régulation de tension sans excitation (régulation de tension à vide) : la régulation de tension avec bobine de commutation reliée à une charge est appelée régulation de tension en charge.

Par conséquent, on distingue deux types de commutateurs de prises de transformateur : les commutateurs de prises sans excitation et les commutateurs de prises avec charge.

Interrupteur de prise en charge

Les changeurs de prises en charge des transformateurs sont divisés en deux types de structure : les changeurs de prises en charge composites et combinés.

La structure composite consiste à combiner les fonctions de l'interrupteur et du sélecteur de prise pour former un commutateur sélecteur, qui assure non seulement la sélection de la prise mais aussi la commutation du courant de charge, formant ainsi une structure enfichable intégrée.

La structure combinée se compose de deux parties distinctes du transformateur : le commutateur de dérivation, placé dans la chambre à huile, et le sélecteur de prises sont intégrés, ce dernier étant installé sous la chambre à huile du commutateur de dérivation. Le sélecteur de prises est fixé d'un seul bloc sur le couvercle de la cuve du transformateur.

Il existe deux types d'inverseurs de charge : l'inverseur de type M, représenté par le modèle allemand MR, et l'inverseur de type UC d'ABB. Les inverseurs de charge de fabrication locale sont essentiellement des inverseurs de type MR allemands.

Régulateur de tension automatique : utilisé avec un changeur de prises en charge, il permet au transformateur d’ajuster automatiquement la tension. Ce régulateur est également doté d’un port de transmission numérique pour la commande à distance.

Dispositif de filtration d'huile en ligne : pour réduire la fréquence des coupures de courant lors du remplacement de l'huile de commutation du transformateur. L'élément filtrant est un filtre composite assurant l'élimination des impuretés et la filtration de l'eau.

Mécanisme électrique :

Fonction de contrôle - conversion locale/à distance commande de montée/descente

Ensemble transformateur sans interrupteur de prise d'excitation

Le commutateur de prise non excitée permet de modifier la prise du transformateur afin de changer le rapport de tension du transformateur à condition que celui-ci ne soit pas alimenté en tension.

Le commutateur à prises non excitées peut être divisé en monophasé et triphasé selon le nombre de phases ; selon la position de régulation de pression, il peut être divisé en régulation de pression au point neutre, régulation de pression médiane et régulation de pression en bout de ligne.

Ensemble transformateur - changeur de prises hors circuit

Le changeur de prises hors tension peut modifier la prise du transformateur pour changer le rapport de tension du transformateur à condition que celui-ci ne soit pas alimenté en tension.

Le changeur de prises hors tension peut être divisé en monophasé et triphasé selon le nombre de phases ; selon la position de régulation de tension, il peut être divisé en trois types : régulation de tension au point neutre, régulation de tension au milieu et régulation de tension en bout de ligne.

Ensemble transformateur-conservateur d'huile

Le conservateur d'huile se décline en deux grandes catégories : ouvert et fermé. Le modèle fermé se subdivise en trois types : à capsule, à membrane et à structure métallique ondulée. Le modèle à capsule comprend un coffret, la capsule elle-même, une chambre de collecte des gaz (incluant la conduite principale du réservoir d'huile, les conduites d'injection et de refoulement d'huile, la conduite d'échappement, la conduite d'évacuation des eaux usées et le compteur d'huile à tube fin), un absorbeur d'humidité et les conduites associées, un bouchon de purge d'air, un bouchon de vidange d'huile et une jauge de niveau d'huile.

Ensemble transformateur-conservateur d'huile

Ce type de conservateur d'huile utilise une capsule comme joint pour isoler l'huile du transformateur de l'atmosphère. L'huile de transformateur se trouve à l'extérieur de la capsule, et sa cavité intérieure communique avec l'atmosphère via une canalisation d'absorbeur d'humidité, de sorte que la pression à l'intérieur du conservateur soit identique à celle de l'atmosphère. Parmi les trois types de conservateurs d'huile étanches, le conservateur à capsule est le plus répandu. Comparé au conservateur à membrane, il présente l'avantage d'un processus de fabrication plus performant et d'une utilisation plus simple. Partout dans le monde, et notamment en Chine, le conservateur à capsule a progressivement remplacé le conservateur à membrane. Ce dernier reste très populaire. Tous les conservateurs d'huile pour transformateurs utilisés par notre entreprise sont de type capsule.

conservateur d'huile de type soufflet :

Ce type de conservateur d'huile utilise un expandeur métallique ondulé en tôle d'acier inoxydable comme joint pour isoler l'huile du transformateur de l'atmosphère. On distingue deux types de conservateurs d'huile à enveloppe métallique ondulée : à enveloppe externe et à enveloppe interne.

Type d'huile externe

Ensemble transformateur-conservateur d'huile

Le conservateur d'huile de type capsule utilise généralement la jauge de niveau d'huile magnétique du modèle YZF-250. Les positions limites haute et basse actionnent les contacts à lames souples pour déclencher l'alarme de niveau d'huile. Son principal atout réside dans l'isolation complète des composants magnétiques actifs et passifs par une plaque de séparation. Le couple moteur étant généré par la force magnétique, ce système empêche toute fuite d'huile de transformateur vers le cadran.

Ensemble transformateur-conservateur d'huile

Conservateur d'huile à membrane : il se compose principalement d'un corps d'armoire supérieur, d'un corps d'armoire inférieur, d'une membrane, d'une chambre de collecte des gaz (comprenant les conduites du réservoir d'huile du transformateur principal, les conduites d'injection et de refoulement d'huile, les conduites d'échappement et d'eaux usées, ainsi que des petits tuyaux intégrés à la chambre de collecte des gaz, notamment un indicateur de niveau d'huile), d'une conduite d'absorption d'humidité, d'un bouchon de vidange, d'un indicateur de niveau d'huile et d'autres composants. Ce type de conservateur utilise la membrane, située entre les parties supérieure et inférieure de l'armoire, comme élément d'étanchéité.

Il est séparé de l'huile du transformateur et de l'atmosphère, et possède la même fonction et le même matériau que la capsule. Les parties supérieure et inférieure de ce conservateur d'huile

La surface d'étanchéité entre les armoires est grande et rectangulaire.

Sa fabrication est complexe et la planéité de la surface d'étanchéité difficile à garantir, ce qui favorise les fuites d'huile. Lors du remplissage du réservoir d'huile

Il faut ouvrir l'orifice de visite situé sur la partie supérieure du boîtier et évacuer les gaz contenus dans l'huile du transformateur par le tuyau d'échappement situé sur le diaphragme. C'est tout.

3. Système de ventilation des composants du transformateur

L'absorbeur d'humidité est un dispositif de purification de l'air. Sur un transformateur ouvert à bain d'huile, son rôle principal est d'empêcher l'humidité de pénétrer dans l'huile et de la rendre humide. Après l'utilisation d'une capsule dans le conservateur d'huile, l'absorbeur d'humidité continue d'empêcher l'humidité de pénétrer et de provoquer une accumulation d'eau à l'intérieur de la capsule. Actuellement, deux types de déshumidificateurs sont couramment utilisés : le modèle classique à coque en verre et le déshumidificateur de type XS2, développé par notre bureau. Ce dernier est composé à 75 % de gel de silice sphérique à pores fins mélangé à 25 % de gel de silice bleu, ce qui explique sa couleur non entièrement bleue.

Le respirateur de type XS2 se compose principalement d'une salle de filtration, d'une petite salle blanche et d'une grande salle blanche. L'air traverse d'abord la salle de filtration (avec bac à huile) pour éliminer la poussière et les impuretés, puis la petite salle blanche pour une purification préliminaire, et enfin la grande salle blanche pour une purification plus poussée. L'objectif est d'éliminer l'humidité de l'air. La fonction principale de la petite salle blanche est d'empêcher la contamination par l'huile du matériau adsorbant de la grande salle blanche.

4. Système de refroidissement des composants du transformateur

Le système de refroidissement du transformateur est un dispositif qui dissipe la chaleur générée par les pertes du transformateur pendant son fonctionnement afin d'assurer le fonctionnement sûr de celui-ci.

Les méthodes de refroidissement des transformateurs de puissance de 110 kV sont divisées en : auto-refroidissement et refroidissement par air.

radiateur à tube plat

5. Composants du transformateur - système de mesure de température

Les thermomètres pour transformateurs servent à mesurer la température de la couche supérieure d'huile et celle des enroulements. La sécurité de fonctionnement et la durée de vie du transformateur étant étroitement liées à sa température de fonctionnement, les normes relatives aux transformateurs spécifient la température moyenne de la couche supérieure d'huile et celle des enroulements en fonctionnement. La température du transformateur est généralement mesurée à l'aide d'un thermomètre à pression.

Les principaux composants d'un thermomètre à pression sont l'indicateur, le bulbe de température et le tube capillaire. Ces trois éléments forment un système fermé. Le bulbe de température est placé dans le logement du thermomètre, dont l'huile est à la même température que celle du transformateur. Il est rempli d'un liquide thermosensible. Lorsque la température du transformateur varie, le volume de ce liquide varie également, et cette variation est transmise à l'indicateur par le capillaire. Un élément élastique intégré à l'indicateur convertit cette variation de volume en un déplacement mécanique, ce qui actionne l'aiguille de l'indicateur.

6. Soupape de décharge de pression de l'ensemble transformateur

La soupape de décharge de pression du transformateur est un type de soupape à éjecteur. Lorsque la pression interne dépasse la force d'ouverture du ressort, le clapet se soulève légèrement, et la pression interne se propage instantanément à la zone d'étanchéité latérale du clapet, provoquant son ouverture brutale. La pression interne du transformateur chute alors rapidement, et le ressort ramène le clapet en position d'étanchéité. La soupape de décharge de pression est équipée d'un interrupteur d'alarme, réarmable manuellement après son déclenchement. Un levier indicateur mécanique permet une vérification visuelle.

Ensemble transformateur - Cartouche de décharge de pression

Le cylindre de décompression du transformateur est un ancien dispositif de décompression. Au centre de ce cylindre se trouve une plaque de décompression (généralement en verre plat), et un filet de protection situé en dessous empêche les fragments de verre de tomber dans le transformateur après leur bris. Ce type de cartouche de décompression a été progressivement abandonné, mais est encore utilisé sur certains transformateurs anciens.

Relais à gaz

Accessoires