À voir absolument ! Une explication complète de la composition, de la structure, du système d'huile, du fonctionnement en cas de panne et de la maintenance

Construction de transformateurs immergés dans l'huile

Le noyau du transformateur triphasé immergé dans l'huile est constitué d'un noyau de fer fermé et d'un enroulement enroulé autour de ce noyau. Il comprend également des réservoirs de combustible, des conservateurs d'huile, des carters, un système de protection respiratoire, des canalisations antidéflagrantes, des radiateurs, des changeurs de prises, des relais à gaz, des thermomètres, des purificateurs d'huile, etc.

1) noyau de fer

Le noyau de fer constitue la partie du circuit magnétique du transformateur. Afin de réduire l'hystérésis magnétique et les pertes par courants de Foucault dans le noyau, celui-ci est fabriqué à partir de feuilles d'acier au silicium d'une épaisseur de 0,35 mm à 0,5 mm. Selon la disposition des enroulements, on distingue les transformateurs à noyau de fer et les transformateurs à enveloppe de fer. La partie verticale du noyau d'un transformateur triphasé est appelée colonne du noyau ; les enroulements basse et haute tension y sont enroulés. La partie horizontale, appelée culasse, forme le circuit magnétique fermé.

Dans les transformateurs de grande capacité, afin que la chaleur générée par la perte du noyau de fer soit entièrement évacuée par l'huile isolante lors de sa circulation, et ainsi obtenir un bon refroidissement, des passages d'huile de refroidissement sont souvent prévus dans le noyau de fer.

(2) Enroulement

L'enroulement, également appelé bobine, constitue la partie conductrice du transformateur et se divise en enroulements primaire et secondaire. L'enroulement relié à l'alimentation est appelé enroulement primaire, et celui relié à la charge, enroulement secondaire. Les enroulements primaire et secondaire sont réalisés avec des fils de cuivre ou d'aluminium gainés d'une isolation haute résistance.

Les enroulements primaire et secondaire de chaque phase du transformateur triphasé sont de forme cylindrique et gainés sur le même noyau de fer. L'enroulement basse tension, comportant un petit nombre de spires, est gainé à l'intérieur et au plus près du noyau, tandis que l'enroulement haute tension, comportant un grand nombre de spires, est gainé à l'extérieur. Cette disposition facilite l'isolation du noyau par l'enroulement basse tension. Une gaine isolante assure l'isolation entre l'enroulement basse tension et le noyau, ainsi qu'entre les enroulements haute et basse tension, garantissant ainsi une isolation fiable. Afin de faciliter la dissipation thermique, un espace est ménagé entre les enroulements haute et basse tension pour permettre la circulation de l'huile du transformateur.

Les principaux défauts des enroulements de transformateur sont les courts-circuits entre spires et les courts-circuits avec l'enveloppe. Les courts-circuits entre spires sont principalement dus au vieillissement de l'isolation, ou à une surcharge du transformateur et à des dommages mécaniques à l'isolation lors d'un court-circuit traversant. Lorsque le niveau d'huile dans le transformateur baisse, un court-circuit entre spires peut se produire si l'enroulement est exposé à l'huile. De plus, en cas de court-circuit croisé, la déformation de l'enroulement due à la surintensité et les dommages mécaniques à l'isolation peuvent également provoquer un court-circuit entre spires.

En cas de court-circuit entre spires, le courant dans l'enroulement court-circuité peut dépasser sa valeur nominale, mais le courant total dans l'enroulement ne doit pas la dépasser. Dans ce cas, la protection par gaz se déclenche, et le dispositif de protection différentielle intervient également en cas de situation grave.

Les courts-circuits au niveau du boîtier peuvent être causés par le vieillissement de l'isolation, la présence d'humidité dans l'huile, une baisse du niveau d'huile, la foudre ou une surtension de fonctionnement. De plus, en cas de court-circuit inverse, la surintensité déforme l'enroulement, provoquant également un court-circuit au niveau du boîtier. Ce dernier est généralement protégé par le dispositif de protection contre les gaz et la mise à la terre.

(3) Réservoir de carburant

Le réservoir d'huile constitue l'enveloppe extérieure du transformateur. Il contient le noyau de fer et les enroulements, et est rempli d'huile de transformateur. Pour les transformateurs de grande capacité, des dissipateurs thermiques ou des caloducs sont installés à l'extérieur du réservoir. Les fuites d'huile sont un problème courant avec les réservoirs d'huile.

L'huile pour transformateurs est une huile minérale dotée de bonnes propriétés isolantes, qui remplit deux fonctions :

Le premier point concerne l'isolation. Les performances d'isolation de l'huile de transformateur sont supérieures à celles de l'air. L'immersion des enroulements dans l'huile permet d'améliorer l'isolation à divers endroits et d'éviter le contact avec l'air afin de prévenir l'humidité des enroulements ;

Le second mécanisme est la dissipation thermique, qui utilise la convection de l'huile pour évacuer vers l'extérieur, à travers la paroi du boîtier et le conduit de dissipation, la chaleur générée par le noyau de fer et l'enroulement. L'huile pour transformateurs est classée en trois spécifications : n° 10, n° 25 et n° 45, selon son point de congélation. Leurs points de congélation sont respectivement de -10 °C, -25 °C et -45 °C, généralement choisis en fonction des conditions climatiques locales.

(4) Conservateur d'huile (coussin d'huile)

Le conservateur d'huile, aussi appelé coussin d'huile, est un récipient cylindrique placé horizontalement au-dessus du réservoir d'huile du transformateur et relié à celui-ci par une canalisation. Son volume représente généralement environ 10 % de celui du réservoir. Ce conservateur d'huile est de type capsule, et sa capsule isole l'huile de l'air extérieur. Lorsque l'huile du transformateur se dilate sous l'effet de la chaleur, elle s'écoule du réservoir vers le conservateur ; lorsqu'elle se contracte, elle retourne du conservateur vers le réservoir. Le conservateur d'huile remplit deux fonctions : premièrement, il sert de réserve et de remplissage d'huile lorsque le volume d'huile du transformateur varie en fonction de sa température, assurant ainsi le remplissage du réservoir et l'imprégnation du noyau et des enroulements ; deuxièmement, il réduit la surface de contact entre l'huile et l'air afin de prévenir l'humidité et la dégradation de l'huile du transformateur.

L'indicateur de niveau d'huile du conservateur d'huile utilise une jauge ferromagnétique à tige. Cette jauge comporte des repères de niveau d'huile standard pour des températures de -30 °C, +20 °C et +40 °C, servant de référence pour le remplissage. Le repère +40 °C indique le niveau d'huile maximal du transformateur en pleine charge lorsque la température ambiante maximale du site d'installation est de +40 °C ; le niveau d'huile ne doit pas dépasser ce repère. Le repère +20 °C indique le niveau d'huile lorsque la température moyenne annuelle est de +20 °C en pleine charge. Le repère -30 °C correspond au niveau d'huile minimal du transformateur à vide lorsque la température ambiante est de -30 °C ; le niveau d'huile ne doit pas être inférieur à ce repère. Si le niveau d'huile est trop bas, il convient d'en ajouter. Le coussin d'huile est muni d'orifices de ventilation permettant la communication entre sa partie supérieure et l'atmosphère. Lorsque l'huile du transformateur se dilate et se contracte sous l'effet de la chaleur, l'air situé au sommet du coussin d'huile entre et sort par l'orifice de ventilation, et le niveau d'huile peut monter ou descendre afin d'éviter toute déformation ou tout dommage du réservoir d'huile.

(5) Manchon

Le fil conducteur de l'enroulement du transformateur est relié au circuit extérieur par la tige de guidage. La bague isolante, située entre la tige de guidage et le couvercle du boîtier, assure l'isolation et la fixation de la tige. Il existe deux types de boîtier : le boîtier haute pression et le boîtier basse pression.

manchon isolant

Les fils conducteurs des enroulements du transformateur doivent traverser des gaines isolantes afin d'isoler les conducteurs sous tension lors de leur sortie du réservoir. La gaine isolante est principalement composée d'une tige conductrice centrale et d'une enveloppe magnétique. Une extrémité de la tige conductrice, située dans le réservoir, est reliée à l'enroulement, tandis que l'autre extrémité, à l'extérieur, est connectée au circuit extérieur. Il s'agit d'une partie du transformateur sujette aux pannes.

La conception de la traversée isolante dépend principalement de la classe de tension. Pour les basses tensions, on utilise généralement un simple manchon magnétique plein. À haute tension, afin de renforcer l'isolation, une couche d'huile est interposée entre le manchon en porcelaine et la tige conductrice. Ce type de traversée est appelé traversée à bain d'huile. Pour les tensions supérieures à 110 kV, on utilise une traversée à charge capacitive, également appelée traversée capacitive. Outre le remplissage de la cavité interne du manchon en porcelaine avec de l'huile, la traversée capacitive comporte un isolateur capacitif entre la tige conductrice centrale (tube de cuivre creux) et la bride qui entoure la tige conductrice, assurant ainsi l'isolation principale entre la bride et la tige.

La fuite d'huile au niveau des traversées de transformateur est le défaut le plus fréquent. Cette fuite est due au vieillissement du joint torique en caoutchouc situé sur la partie supérieure de la traversée et du joint plat en caoutchouc situé sur la partie inférieure.

(6) Respirateur

Un appareil respiratoire, également appelé appareil hygroscopique, se compose généralement d'un tube et d'un récipient en verre contenant un dessiccant (gel de silice ou alumine activée). Lorsque le volume d'huile du transformateur varie en fonction de celui de l'air contenu dans le coussin d'huile, l'air expiré ou inhalé traverse l'appareil respiratoire. Le dessiccant absorbe l'humidité et filtre l'air afin de maintenir l'huile propre. Le gel de silice imprégné de chlorure de cobalt présente des particules bleu cobalt à l'état sec. Cependant, lorsqu'il absorbe l'eau et approche de la saturation, le gel de silice granuleux se transforme en une poudre blanche ou rouge, signe de sa dégradation. Le gel de silice humide peut être régénéré par chauffage et séchage. La régénération est terminée lorsque les particules retrouvent leur couleur bleu cobalt.

(7) Dispositif de décompression

Les dispositifs de décompression jouent un rôle essentiel dans la protection des transformateurs de puissance. Dans un transformateur rempli d'huile, en cas de défaut interne ou de court-circuit, l'arc électrique vaporise instantanément l'huile, entraînant une augmentation extrêmement rapide de la pression dans la cuve. Si cette pression n'est pas relâchée rapidement, la cuve peut se rompre, projetant un fluide inflammable sur une vaste zone et risquant de provoquer un incendie et d'aggraver les dégâts. Il est donc impératif de prendre des mesures préventives. Il existe deux types de dispositifs de décompression : les conduites antidéflagrantes et les dépressuriseurs. Les conduites antidéflagrantes sont utilisées pour les petits transformateurs, tandis que les dépressuriseurs sont destinés aux transformateurs de grande et moyenne puissance.

Tuyau antidéflagrant (également appelé tuyau d'injection de carburant)

Le tuyau antidéflagrant est installé sur le couvercle supérieur du transformateur. Ce tuyau en forme de trompette est relié à l'atmosphère et son extrémité est scellée par un film. En cas de défaut interne au transformateur, la température de l'huile augmente, celle-ci se décompose violemment et génère une grande quantité de gaz, ce qui provoque une forte hausse de la pression dans la cuve. Lorsque cette pression atteint 5 × 10⁴ Pa, le film du tuyau antidéflagrant se rompt et l'huile et les gaz sont expulsés par l'extrémité, évitant ainsi l'explosion ou la déformation de la cuve du transformateur.

dépressuriseur

Comparés aux tuyaux antidéflagrants, les dispositifs de décharge de pression présentent les avantages suivants : faible erreur de pression d’ouverture, temps de retard court (seulement 2 ms), contrôle de température élevé et action répétée ; ils sont donc largement utilisés dans les transformateurs de grande et moyenne taille.

Le dispositif de décompression, également appelé réducteur de pression, est installé sur le couvercle supérieur de la cuve du transformateur, à l'instar de la soupape de sécurité d'une chaudière. Lorsque la pression dans la cuve de combustible dépasse la valeur spécifiée, la porte d'étanchéité (ou vanne) du dépressuriseur s'ouvre, libérant ainsi le gaz. Une fois la pression retombée, la porte se referme sous l'effet du ressort. Le dépressuriseur peut être démonté avant la mise en service ou lors de la maintenance afin de mesurer et de corriger sa pression de service.

Le réglage de la pression de fonctionnement du détendeur doit être coordonné avec le réglage du débit de fonctionnement du relais à gaz.

Le dispositif de décompression est installé sur la partie supérieure du couvercle du réservoir de carburant et est généralement relié à un tuyau de remontée de sorte que la hauteur du dispositif soit égale à celle du coussin d'huile, afin d'éliminer la différence de pression statique de l'huile dans des conditions normales.

(8) Radiateur

Le radiateur peut être ondulé, en forme d'éventail, circulaire, ou encore muni d'un conduit d'évacuation. Plus sa surface de dissipation thermique est importante, meilleure est son efficacité. Lorsqu'il existe une différence de température entre l'huile de la couche supérieure et celle de la couche inférieure du transformateur, la convection de l'huile à travers le radiateur provoque son retour vers le réservoir après refroidissement, ce qui contribue à abaisser la température du transformateur. Pour améliorer encore le refroidissement, on peut recourir à des solutions telles que le refroidissement par air, le refroidissement huile-air forcé ou le refroidissement huile-eau forcé. La principale défaillance du radiateur est la fuite d'huile.

(9) Relais à gaz Buchholz

Installez le relais Buchholz entre le conservateur d'huile et le tuyau de raccordement du couvercle de la cuve du transformateur à l'aide de la bride. En fonctionnement, le relais Buchholz est rempli d'huile. En cas de léger défaut interne au transformateur, des bulles se forment et s'accumulent dans la partie supérieure du relais. Elles provoquent une baisse du niveau d'huile, ce qui entraîne une perte de flottabilité de la coupelle supérieure et une augmentation de son propre poids. Celle-ci se déplace alors dans la direction opposée, rapprochant ainsi l'aimant de l'interrupteur à lames. Le principe est identique pour le modèle à déflecteur de contact inférieur.

(10) Dispositif de mesure de température

L'élévation de température de la surface de l'huile fait référence à la valeur au-delà de laquelle la température de la surface de l'huile dans le réservoir d'huile est autorisée à dépasser la température ambiante lorsque le transformateur fonctionne dans son état nominal.

La température de l'huile du corps du transformateur principal est temporairement réglée pour déclencher une alarme à 80°C et un déclenchement à 100°C.

(11) Couteau de mise à la terre neutre

La méthode de mise à la terre du point neutre du réseau électrique 110 kV de mon pays repose principalement sur la mise à la terre directe du point neutre (y compris la mise à la terre par l'intermédiaire d'une faible résistance), ce qui engendre un courant de terre important. En effet, ce système présente un courant de court-circuit à la terre élevé en cas de défaut à la terre monophasé.

Lorsque le transformateur est mis hors tension, son point neutre doit être mis à la terre. L'enroulement du transformateur étant semi-isolé (également appelé isolation progressive), c'est-à-dire que l'isolation principale de la partie proche du neutre de l'enroulement présente un niveau d'isolation inférieur à celui des extrémités de l'enroulement. Par conséquent, afin d'éviter tout dommage dû à une surtension, le point neutre doit être mis à la terre lorsque le transformateur est hors tension.

(12) Changeur de prises (également appelé commutateur)

Lorsque le conservateur d'huile est utilisé pour le transformateur de régulation de tension en charge, un conservateur d'huile à interrupteur sans capsules est installé au bas du conservateur d'huile.

Les méthodes de régulation de tension des transformateurs se divisent en deux types : la régulation de tension en charge et la régulation de tension à vide :

La régulation de tension en charge signifie que le transformateur peut ajuster la position de sa prise pendant son fonctionnement, modifiant ainsi le rapport de transformation du transformateur afin d'atteindre l'objectif de régulation de tension.

Les prises des transformateurs sont généralement effectuées côté haute tension, ce qui prend principalement en compte :

(1) L'enroulement haute tension du transformateur est généralement à l'extérieur et la prise est facile à connecter ;

(2) Le courant du côté haute tension est plus faible, et la section transversale du conducteur du fil conducteur et de la partie conductrice du commutateur divisé est plus faible, et l'influence d'un mauvais contact peut être facilement résolue.

En principe, la prise peut se situer indifféremment du côté 220 kV, et des analyses économiques et techniques sont nécessaires. Par exemple, la prise d'un transformateur abaisseur de tension de grande capacité (500 kV) est prélevée côté 220 kV, tandis que le côté 500 kV est fixe.

Lorsque la tension est trop basse ou trop élevée, et qu'il est nécessaire de régler plusieurs prises du changeur de prises en charge pour répondre aux exigences, il convient d'être attentif à la situation :

Le réglage doit se faire rapport par rapport. À chaque pression sur les boutons N+1 ou N-1, une pause d'une minute s'effectue. Dès qu'un nouveau rapport apparaît sur l'indicateur de vitesse, appuyez de nouveau sur le bouton. Répétez cette opération jusqu'à l'obtention du réglage souhaité. En cas de fonctionnement électrique en cascade (réglage simultané de plusieurs crans), si le deuxième cran apparaît sur l'indicateur de vitesse de l'écran de commande du transformateur principal, appuyez immédiatement sur le bouton d'arrêt d'urgence pour passer en mode manuel.

(13) Purificateur d'huile (également appelé filtre à différence de température)

Le purificateur d'huile est un récipient rempli d'adsorbant (gel de silice ou alumine activée) installé sur la paroi latérale de la cuve du transformateur ou dans la partie inférieure du refroidisseur d'huile haute pression. En fonctionnement, la différence de température entre les couches d'huile supérieure et inférieure provoque la convection de l'huile à travers le purificateur, de haut en bas. Au contact de l'adsorbant, l'humidité, les acides et les oxydes présents dans l'huile sont absorbés, la purifiant et prolongeant ainsi sa durée de vie.

Système d'huile du transformateur immergé dans l'huile

Les transformateurs immergés dans l'huile comportent plusieurs circuits d'huile indépendants et isolés les uns des autres. En fonctionnement, l'huile de ces circuits n'est pas en contact et présente des qualités et des conditions de fonctionnement différentes.

(1) Système d'huile interne du corps principal

Les systèmes d'huile qui communiquent avec l'huile entourant les enroulements sont tous des systèmes situés dans le corps principal, y compris l'huile du refroidisseur ou du radiateur, l'huile du conservateur d'huile et l'huile de la traversée remplie d'huile pour 35 kV et moins.

Lors du remplissage d'huile, les bouchons de purge de gaz du circuit d'huile doivent être desserrés. En règle générale, chaque composant doit être équipé de ses propres bouchons de purge. L'huile contenue dans le corps principal assure principalement l'isolation et le refroidissement. Elle renforce également la rigidité diélectrique du papier ou du carton isolant. Lors du remplissage d'huile sous vide, si certaines pièces ne peuvent supporter le même niveau de vide que le réservoir principal, une isolation temporaire, par exemple à l'aide d'une vanne entre le conservateur d'huile et le réservoir principal, doit être mise en place. La hauteur manométrique de la pompe à huile submersible du refroidisseur doit être suffisante pour éviter toute entrée d'air due à la dépression. Ce circuit d'huile doit être équipé d'un dispositif de protection contre la surpression afin d'évacuer la pression générée en cas de défaillance du corps.

(2) Huile dans le compartiment du commutateur de dérivation du changeur de prises en charge

Cette partie du circuit d'huile est protégée par un système comprenant un relais de débit, un conservateur d'huile et une soupape de décharge. L'huile présente dans cette salle de commutation assure l'isolation et coupe le courant. Elle est injectée dans le circuit d'huile généré lorsque l'interrupteur de dérivation coupe le courant de charge. Ce circuit d'huile exige une étanchéité parfaite, qui doit être maintenue même en cas de formation d'arc électrique lors des manœuvres.

Bien que l'huile contenue dans la chambre du commutateur de dérivation du changeur de prises en charge soit isolée de celle du corps principal, afin d'éviter d'endommager le joint de cette chambre lors du remplissage sous vide, il convient de procéder au remplissage sous vide simultanément avec l'huile du corps principal. Le système présentant le même niveau de vide, le conservateur d'huile doit, si nécessaire, être également isolé lors de la mise sous vide. Par souci de simplification, les réservoirs d'huile du corps principal et de la salle des commutateurs sont conçus comme des ensembles indépendants.

(3) Entièrement étanche pour des niveaux de tension de 60 kV et plus

La fonction principale de ce système d'huile est d'isoler, ou d'accroître la rigidité diélectrique du papier isolant dans la traversée du condensateur à huile. Lors de l'injection d'huile dans le corps principal, l'extrémité de la gaine doit être parfaitement étanche afin d'éviter toute entrée d'air.

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(4) Huile dans le boîtier de sortie haute pression ou huile dans le boîtier de sortie de gaz

La ligne de sortie haute tension du transformateur triphasé de 500 kV est isolée par un système d'huile isolante ondulée. Ce système d'huile assure principalement l'isolation.

Afin de simplifier la structure, ce système d'huile peut également être raccordé au système d'huile du corps principal par un tuyau de liaison ou conçu comme un système d'huile séparé.

(5) Divers tests d'isolation sont effectués sur les transformateurs immergés dans l'huile.

La première opération est la purge, qui permet d'évacuer les gaz potentiellement stockés par un bouchon de purge. La présence ou l'absence de défaillances potentielles peut être prédite par l'analyse chromatographique des gaz dans l'huile de chaque système. Chaque système d'huile doit répondre aux exigences de fonctionnement, notamment en absorbant les variations de volume d'huile dues à sa dilatation et à sa contraction, en assurant le bon fonctionnement de la vanne de vidange d'huile, du bouchon d'air, de la vanne d'isolement du refroidisseur et du radiateur, ainsi que du réservoir d'huile principal. Chaque système d'huile doit présenter une étanchéité optimale. L'huile contenue dans le compartiment du commutateur de dérivation du changeur de prises en charge doit être remplacée séparément, sans toucher à l'huile du corps principal. L'huile du corps principal peut être vidangée et remplacée par de l'azote sec pendant le transport.

Analyse des défauts d'un transformateur immergé dans l'huile

Les pannes courantes des transformateurs en fonctionnement comprennent les défauts des enroulements, des traversées, des changeurs de prises, des noyaux de fer, des réservoirs d'huile et autres accessoires.

(1) Défaillance d'enroulement

Les principaux problèmes rencontrés sont les courts-circuits entre spires, les mises à la terre des enroulements, les courts-circuits interphases, les ruptures de fils et les problèmes de soudure des joints.

(2) Défaillance du boîtier

La traversée du transformateur est encrassée, provoquant un contournement par pollution en cas de brouillard épais ou de pluie légère, ce qui entraîne une mise à la terre monophasée ou un court-circuit entre phases du côté haute tension du transformateur.

(3) Fuite importante

La fuite d'huile du transformateur est importante ou s'accompagne d'un débordement continu au niveau de la zone endommagée, rendant la lecture du niveau d'huile impossible. Dans ce cas, le transformateur doit être immédiatement arrêté pour réparer la fuite et procéder au ravitaillement. Cette fuite est généralement due à une fissure dans une soudure, à une défaillance des joints d'étanchéité ou à une corrosion importante du réservoir de carburant, endommagé par les vibrations ou des chocs durant le fonctionnement.

(4) Défaillance du changeur de robinets

Les défauts courants comprennent un mauvais contact ou un positionnement imprécis du changeur de prises, la fusion et les brûlures sur la surface de contact, et la décharge des contacts interphases ou la décharge de chaque prise.

(5) Défaillance due à une surtension

Lorsqu'un transformateur en fonctionnement est frappé par la foudre, la haute tension générée provoque une surtension à l'extérieur du transformateur. De même, la variation de certains paramètres du réseau électrique, due aux oscillations électromagnétiques, engendre une surtension à l'intérieur du transformateur. La plupart des dommages causés par une surtension sont dus à la défaillance de l'isolation principale des enroulements, entraînant ainsi la mise hors service du transformateur.

(6) Rupture du noyau de fer

La défaillance du noyau de fer est principalement due à l'endommagement de l'isolation de la vis traversante de la colonne du noyau de fer ou de la vis de serrage du noyau de fer.

(7) Phénomène de fuite d'huile

Si le niveau d'huile du transformateur est trop bas, les conducteurs de la traversée et le changeur de prises sont exposés à l'air, et le niveau d'isolation sera fortement réduit, ce qui facilite les décharges de claquage.

Exploitation et maintenance des transformateurs

Afin de garantir le fonctionnement sûr et l'alimentation électrique fiable du transformateur, toute anomalie doit être détectée et traitée rapidement, et la défaillance éliminée dès son apparition afin d'éviter tout accident ou aggravation. Par conséquent, le transformateur en service doit être contrôlé régulièrement et faire l'objet d'un registre.

(1) Le mode de fonctionnement normal du transformateur

① Mode de fonctionnement nominal

Dans les conditions de refroidissement spécifiées, le transformateur peut fonctionner conformément aux spécifications de sa plaque signalétique. La température admissible du transformateur immergé dans l'huile en fonctionnement doit être contrôlée en fonction de la température de l'huile supérieure. Cette dernière doit être conforme aux spécifications du fabricant, sans toutefois dépasser 95 °C. Afin d'éviter une dégradation trop rapide de l'huile du transformateur, sa température supérieure ne doit pas excéder fréquemment 85 °C.

La tension appliquée au transformateur ne doit généralement pas dépasser 105 % de sa valeur nominale. Dans ce cas, le secondaire du transformateur peut supporter le courant nominal. Exceptionnellement, la tension appliquée peut atteindre 110 % de la tension nominale après essais ou avec l'accord du fabricant.

② Autoriser la surcharge

Les transformateurs peuvent fonctionner en surcharge normale ou en surcharge accidentelle. La surcharge normale est fréquente et sa valeur admissible est déterminée en fonction de la courbe de charge du transformateur, des conditions de refroidissement et de la charge qu'il supportait avant la surcharge. Les surcharges accidentelles ne sont autorisées qu'en cas d'accident (transformateurs encore en fonctionnement).

La valeur admissible de la surcharge accidentelle doit être conforme aux réglementations du fabricant ; en l'absence de réglementation du fabricant, le transformateur immergé dans l'huile à refroidissement automatique peut être exploité conformément aux exigences du tableau ci-dessous.

(2) Fonctionnement anormal et traitement d'urgence des transformateurs

a) Phénomènes anormaux de fonctionnement. Si un phénomène anormal est constaté lors du fonctionnement du transformateur (fuite d'huile, niveau d'huile insuffisant dans le bain d'huile, surchauffe anormale, bruit anormal, etc.), tentez d'y remédier. Si l'une des situations suivantes se produit, arrêtez immédiatement le transformateur pour effectuer les réparations nécessaires.

① Le bruit interne est fort, irrégulier et il y a un bruit de claquement.

② Dans des conditions de refroidissement normales, la température est anormale et continue d’augmenter.

③ Injection dans un coussin d'huile ou un tuyau antidéflagrant.

④ Une fuite d'huile entraîne une baisse du niveau d'huile en dessous de la limite indiquée par l'indicateur de niveau d'huile.

⑤ La couleur de l'huile change trop et il y a du carbone dans l'huile.

⑥ Le boîtier présente des dommages importants et des fuites.

b) Surcharges inadmissibles, élévations anormales de température et niveaux d'huile. Si la surcharge du transformateur dépasse la valeur admissible, sa charge doit être ajustée sans délai. Lorsque la température de l'huile du transformateur dépasse la limite admissible, la cause doit être identifiée et des mesures doivent être prises pour la réduire. Par conséquent, les travaux suivants doivent être effectués.

① Vérifiez la charge du transformateur et la température du fluide de refroidissement, et vérifiez avec la température qui devrait être sous une telle charge et température de refroidissement.

② Vérifiez le thermomètre.

③ Vérifiez la ventilation du dispositif de refroidissement mécanique du transformateur ou de la salle du transformateur.

Si l'on constate que la température de l'huile est supérieure de plus de 10 °C à la normale sous une même charge et une même température de refroidissement, ou si la charge reste inchangée et que la température de l'huile continue d'augmenter, alors que le dispositif de refroidissement, la ventilation de la salle du transformateur et le thermomètre sont tous normaux, il peut s'agir d'un défaut interne du transformateur (tel qu'un incendie du noyau de fer, un court-circuit entre les couches de la bobine, etc.), arrêtez immédiatement pour réparation.

Si l'huile du transformateur s'est solidifiée, il est possible de mettre le transformateur en service avec une charge, mais il est nécessaire de vérifier que la température de l'huile supérieure et la circulation de l'huile sont normales.

Si le niveau d'huile du transformateur est nettement inférieur à la température de l'huile de consigne, il convient de procéder immédiatement à un appoint d'huile. En cas de chute rapide du niveau d'huile due à une importante fuite, il est impératif de prendre des mesures pour stopper la fuite et effectuer un nouvel appoint d'huile sans délai.

c) Procédure à suivre lors du déclenchement du relais Buchholz. Lorsque le signal du relais à gaz est activé, il convient de contrôler le transformateur afin d'en déterminer la cause : infiltration d'air, baisse du niveau d'huile ou défaillance du circuit secondaire. Si la panne ne peut être identifiée à l'extérieur du transformateur, il est nécessaire de déterminer la nature du gaz accumulé dans le relais. Si le gaz est incolore, inodore et ininflammable, il s'agit d'air séparé de l'huile et le transformateur peut continuer à fonctionner. Si le gaz est inflammable, le transformateur doit être arrêté et la cause du déclenchement doit être étudiée avec soin.

Lors de la vérification de l'inflammabilité du gaz, il convient de veiller tout particulièrement à ne pas placer la flamme près du haut du relais, mais à 5-6 cm au-dessus de celui-ci.

Si le déclenchement du relais Buchholz n'est pas dû à une entrée d'air dans le transformateur, il convient de vérifier le point d'éclair de l'huile. Si ce point d'éclair est inférieur de plus de 5 °C à la valeur enregistrée, cela indique un défaut du transformateur.

Si le transformateur se déclenche suite à l'action du relais à gaz, et que l'inspection prouve qu'il s'agit d'un gaz inflammable, le transformateur ne doit pas être remis en service sans inspection et essais spéciaux.

Selon la nature du défaut, il existe généralement deux types d'actions du relais à gaz : l'une est l'action de signalisation sans déclenchement ; l'autre est l'action simultanée des deux.

Le déclenchement du signal sans déraillement s'explique généralement par les raisons suivantes.

① De l'air pénètre dans le transformateur en raison d'une fuite d'huile, d'un ravitaillement ou d'un système de refroidissement défectueux.

② Le niveau d'huile baisse lentement en raison d'une baisse de température ou d'une fuite d'huile.

③ Une petite quantité de gaz est générée en raison d'une panne du transformateur.

④ Causé par un court-circuit traversant.

Le signal et l'interrupteur se déclenchent simultanément, ou seul l'interrupteur se déclenche, ce qui peut être dû à un défaut grave à l'intérieur du transformateur, à une baisse trop rapide du niveau d'huile ou à un dysfonctionnement du circuit secondaire du dispositif de protection. Dans certains cas, comme après une réparation, l'air contenu dans l'huile se sépare trop rapidement et peut également déclencher l'interrupteur.

d) Traitement des fuites d'huile de transformateur

There are two types of oil leakage: weld oil leakage and seal oil leakage. The oil leakage treatment of the welding seam is repair welding. When welding, the body should be lifted out and the oil should be drained. The cause of the oil leakage of the seal should be identified, such as poor operation (the sealing gasket is not placed correctly, the pressure is uneven, the pressure is not enough, etc.), and it should be repaired as appropriate. If the gasket is aged or damaged (such as the oil-resistant rubber is sticky, loses elasticity, cracks, etc.), the sealing material should be replaced.

(3) Patrol inspection of oil-immersed transformers

The transformers in operation should be regularly inspected and monitored in order to detect abnormal phenomena or faults in time and avoid serious accidents.

Items that should be checked and monitored generally include:

(1) Whether the transformer has abnormal sound, such as uneven sound or discharge sound.

(2) Whether the oil level is normal and whether there is leakage or oil leakage.

(3) Whether the oil temperature is normal (the upper oil temperature should not exceed 85℃ in general).

(4) Whether the casing is clean, whether there are cracks, damage and discharge.

(5) Whether the joint is hot or not.

(6) Whether the explosion-proof membrane of the explosion-proof pipe is complete.

(7) Check whether the Buchholz relay leaks oil and whether the inside is full of oil.

(8) Whether the respirator is unblocked, whether the oil level of the oil-sealed respirator is normal, and whether the silica gel in the respirator is saturated with moisture.

(9) Whether the cooling system is operating normally.

(10) Whether the ground wire of the casing is in good condition.