Transformers Classic : 50 questions

1. Quels sont les principaux composants des transformateurs immergés dans l'huile ?

Réponse : Les principaux composants du transformateur sont : noyau de fer, enroulement, réservoir de carburant, coussin d'huile, respirateur, tuyau antidéflagrant, radiateur, manchon isolant, changeur de prises, relais à gaz, thermomètre, huile de lubrification, etc.

2. Qu'est-ce qu'un transformateur entièrement isolé ? Qu'est-ce qu'un transformateur semi-isolant ?

Réponse : La semi-isolation est l’isolation principale de l’enroulement proche du point neutre du transformateur ; son niveau d’isolation est inférieur à celui des enroulements d’extrémité. En revanche, on parle généralement d’isolation complète pour les enroulements de tête et de queue du transformateur.

3. Quelle est la fonction principale du transformateur dans le système électrique ?

Réponse : Le rôle du transformateur dans un réseau électrique est de transformer la tension afin de faciliter le transport de l’énergie. Après l’élévation de tension par un transformateur élévateur, les pertes en ligne sont réduites, le coût du transport d’énergie est amélioré et le transport d’énergie sur de longues distances est possible. Le transformateur abaisseur, quant à lui, convertit la haute tension en la tension requise par l’utilisateur à tous les niveaux, afin de répondre à ses besoins.

4. Quels sont les risques liés aux fissures dans le tubage ?

Réponse : Les fissures dans l’enveloppe réduisent la résistance de l’isolation, ce qui peut entraîner des dommages plus importants et une panne complète. L’enveloppe peut également éclater si l’eau contenue dans la fissure gèle. On constate donc que les fissures dans l’enveloppe constituent une menace sérieuse pour le bon fonctionnement du transformateur.

5. Quelle est la différence entre le point neutre, le point zéro et la ligne zéro ?

Réponse : Le point de connexion commun où les têtes (ou les queues) des enroulements triphasés sont reliées est appelé point neutre de l’alimentation. Lorsque le point neutre est correctement relié à la terre, il est appelé point zéro ; le fil issu de ce point zéro est appelé ligne neutre.

6. Pourquoi le connecteur de barre omnibus extérieure chauffe-t-il facilement ?

A: Les barres omnibus extérieures sont souvent soumises à l'érosion due au vent, à la pluie, à la neige, au soleil et au gel. Ces facteurs peuvent accélérer l'oxydation et la corrosion des joints, ce qui augmente la résistance de contact et la température.

7. Quelles sont les propriétés chimiques du gaz SF6 ?

Réponse : Le gaz SF6 est insoluble dans l’eau et l’huile de transformateur, et n’interagit pas avec l’oxygène, l’argon, l’aluminium ni de nombreuses autres substances à haute température. Cependant, sous l’effet de l’arc électrique et de l’effet corona, le SF6 se décompose en composés faiblement fluorés, susceptibles d’endommager les matériaux isolants. Ces composés sont des gaz hautement toxiques. La réaction de décomposition du SF6 étant fortement influencée par l’humidité, des mesures de déshumidification doivent être mises en œuvre.

8. Quel est le rôle du coussin d'huile du transformateur ?

Réponse : Lorsque le volume d’huile du transformateur se dilate ou se contracte en fonction des variations de température, le coussin d’huile sert de réserve et de remplissage, assurant ainsi un niveau d’huile constant dans le réservoir et ralentissant la dégradation de l’huile. Un indicateur de niveau d’huile, situé sur le côté du coussin, permet de contrôler les variations de ce niveau.

9. Pourquoi le noyau de fer du transformateur doit-il être mis à la terre ?

Réponse : En fonctionnement, le noyau de fer et les autres accessoires du transformateur se trouvent dans le champ électrique autour de l’enroulement. S’ils ne sont pas mis à la terre, le noyau de fer et les autres accessoires induisent inévitablement une certaine tension. Sous l’effet de la tension appliquée, lorsque la tension induite dépasse la tension de décharge à la terre, une décharge se produit. Afin d’éviter les décharges internes du transformateur, le noyau de fer doit être mis à la terre.

10. Pourquoi installer un ensemble de parafoudres ZnO entre le condensateur de puissance et son disjoncteur ?

Réponse : L'installation d'un parafoudre ZnO permet d'éviter les surtensions de fonctionnement qui peuvent survenir lors du retrait et de la fermeture du condensateur de puissance, et assure le fonctionnement sûr des équipements électriques.

11. Quelle est la différence entre les valeurs indiquées par le compteur d'énergie électrique et le compteur de puissance ?

Réponse : Le compteur d'énergie indique la quantité d'énergie électrique émise, transportée et consommée par l'équipement de production, de distribution et de consommation instantanée ; et la valeur du compteur d'énergie électrique correspond à la quantité cumulée d'énergie électrique émise, transportée et consommée sur une période donnée.

12. Quelles sont les exigences relatives aux batteries dans les packs de batteries en parallèle ?

Réponse : La force électromotrice de chaque batterie d'un système de batteries en parallèle doit être identique. Dans le cas contraire, la batterie ayant la force électromotrice la plus élevée déchargera celle ayant la force électromotrice la plus faible, créant ainsi un courant de circulation au sein du système. De plus, la résistance interne de chaque batterie doit également être identique ; sinon, le courant de décharge de la batterie ayant la plus faible résistance interne sera trop important. Il est déconseillé d'utiliser en parallèle des batteries dont l'âge et l'état sont différents.

13. Quelle est la fonction du dispositif de signalisation central ?

Réponse : Le dispositif de signalisation central surveille le fonctionnement des équipements électriques du poste de transformation. Il émet des signaux sonores et lumineux en fonction des caractéristiques des défauts, informant ainsi les opérateurs afin qu’ils puissent intervenir rapidement, établir un diagnostic précis et résoudre le problème, garantissant ainsi le bon fonctionnement des équipements.

14. Pourquoi l'électricité persiste-t-elle pendant une courte période lorsque le stylo de test électrique est utilisé pour l'inspection électrique après la panne de courant de la ligne de câble ?

Réponse : La ligne de câble se comporte comme un condensateur. Après une coupure de courant, une charge résiduelle subsiste dans la ligne, créant une différence de potentiel par rapport à la terre. Si le courant est coupé immédiatement, le testeur indiquera la présence d'électricité dans la ligne. Il est donc impératif de la décharger complètement avant d'installer le fil de terre.

15. Qu'est-ce qu'une surtension interne ?

Réponse : Une surtension interne est un processus transitoire au cours duquel l’état d’un système change brusquement suite à son fonctionnement, un accident ou d’autres raisons. Il s’agit d’une transition d’un état stable à un autre. Durant ce processus, des surtensions dangereuses peuvent affecter le système. Ces surtensions sont causées par l’oscillation et l’accumulation d’énergie électromagnétique au sein du système ; c’est pourquoi on les appelle surtensions internes.

16. Quelle est la fonction de l'anneau d'égalisation supérieur du parafoudre à vanne 220 kV ?

Réponse : Après avoir installé l'anneau d'égalisation de tension, assurez-vous que la répartition de la tension du parafoudre soit uniforme.

17. Qu'est-ce que la protection zéro connexion ? Quels sont les avantages ?

Réponse : La connexion par zéro de protection consiste à relier directement au réseau, par des fils, les parties métalliques de l’équipement qui ne sont normalement pas chargées. Utilisez cette méthode pour garantir votre sécurité et prévenir les risques d’électrocution.

18. Quelle est la fonction d'un disjoncteur haute tension ?

Réponse : Le disjoncteur haute tension permet non seulement de couper et de rétablir le courant à vide et le courant en charge dans un circuit haute tension en conditions normales, mais aussi, en cas de défaillance du système, de coopérer avec les dispositifs de protection et les automates pour couper rapidement le courant de défaut et empêcher la propagation de l’incident, garantissant ainsi le bon fonctionnement du système.

19. Quel rôle joue le système CC dans la sous-station ?

Réponse : Le système à courant continu (CC) fournit une alimentation CC fiable pour la commande, la signalisation, la protection par relais, les dispositifs automatiques et l’éclairage de secours du poste. Il assure également une alimentation électrique fiable pour le fonctionnement du poste. La fiabilité du système CC est essentielle à la sécurité d’exploitation du poste et en est la garantie.

20. Afin de maintenir la batterie dans un état de charge complet pendant une charge d'entretien normale, quelle doit être la tension aux bornes de chaque batterie ?

Réponse : Afin de maintenir la batterie dans un état de charge complet, chaque batterie connectée au bus CC doit maintenir une tension de 2,15 V pendant la charge d'entretien.

21. Pourquoi installer un dispositif de surveillance de l'isolation CC ?

Réponse : Le fonctionnement prolongé d’un pôle mis à la terre dans le système CC du poste est interdit, car une nouvelle mise à la terre sur un autre point de ce même pôle peut entraîner un dysfonctionnement du dispositif de signalisation, du relais de protection et du circuit de commande. De plus, si un pôle est mis à la terre et qu’un autre l’est également, cela provoquera un court-circuit CC.

22. Expliquez ce qu'est une charge flottante.

Réponse : La charge d'entretien est assurée par deux unités de charge : une unité de charge principale et une unité de charge d'entretien. Cette dernière compense l'autodécharge de la batterie afin de la maintenir toujours pleinement chargée.

23. Quelle est la fonction du piège à ondes ?

Réponse : Le filtre d'onde est un composant indispensable des communications haute fréquence, assurant la transmission des signaux porteurs et la protection contre les surtensions. Il empêche les fuites de courant haute fréquence vers d'autres branches et réduit les pertes d'énergie haute fréquence.

24. Quels sont les phénomènes qui se produisent lorsque le système oscille ?

Réponse : Les phénomènes qui se produisent lorsque le système oscille sont les suivants :

(1) Les aiguilles de l'ampèremètre, du voltmètre et du wattmètre de la sous-station oscillent périodiquement. En présence d'une ligne d'interconnexion, l'oscillation est particulièrement visible.

(2) Plus il est proche du centre d'oscillation du système, plus l'oscillation de tension est grande et le scintillement de la lampe à incandescence est très évident.

25. Quelle est la fonction du signal de carte tombée qui n'est pas réinitialisé ?

Réponse : La carte perdue n’a pas été réinitialisée au signal lumineux, ce qui peut entraîner des omissions et des erreurs d’appréciation de la part du personnel de service lors de l’enregistrement de l’intervention. Il convient de réactiver le signal de la carte perdue rapidement afin d’éviter les actions répétées et de rendre impossible la distinction entre l’avant et l’après.

26. Les circuits CA et CC basse tension peuvent-ils partager un seul câble, et pourquoi ?

Réponse : Non, car :

(1) Le partage d’un seul câble peut réduire le niveau d’isolation du système CC.

(2) Si l'isolation CC est endommagée, la ligne mixte CC provoquera un court-circuit ou un dysfonctionnement de la protection du relais.

27. Quel est le calibre du mégohmmètre à utiliser pour mesurer l'isolation du circuit secondaire ? Quelle est la valeur étalon de l'isolation, exprimée en mégohms ?

Réponse : Il est préférable d’utiliser un mégohmmètre de 1 000 V pour mesurer la résistance d’isolement du circuit secondaire. À défaut, un mégohmmètre de 500 V peut convenir. Normes d’isolement : au moins 1 mégohm en fonctionnement, au moins 20 mégohms en intérieur et au moins 10 mégohms en extérieur.

28. À quoi servent les contacts auxiliaires du commutateur d'huile ?

Réponse : Les contacts normalement ouverts et normalement fermés du disjoncteur à bain d’huile inversent leur position d’ouverture et de fermeture pour connecter les circuits de déclenchement et de fermeture du mécanisme du disjoncteur, ainsi que le circuit de signalisation sonore. Ceci permet d’ouvrir ou de fermer le circuit du disjoncteur, d’émettre un signal sonore, de démarrer le dispositif automatique et de protéger le circuit de blocage, etc. Lorsque les contacts auxiliaires du disjoncteur sont utilisés dans les circuits de déclenchement et de fermeture, des temporisations sont nécessaires.

29. Quelle est la fonction d'un transformateur de courant ?

Réponse : Le transformateur de courant abaisse le courant fort en un courant faible dans des proportions définies, alimente divers instruments et relais de protection, et isole le circuit secondaire de la haute tension. Il garantit la sécurité des personnes et des équipements, simplifie et standardise la fabrication des instruments et des relais, et améliore la rentabilité.

30. Quel est le principe de fonctionnement de la protection contre les surintensités ?

Réponse : Lorsqu’un court-circuit entre phases survient sur le réseau électrique, le courant augmente brutalement et la tension chute tout aussi brutalement. La protection contre les surintensités consiste à régler le courant de fonctionnement du relais de courant en fonction des exigences de sélectivité de la ligne. Lorsque le courant de défaut sur la ligne atteint le seuil de déclenchement du relais de courant, ce dernier coupe sélectivement la ligne défectueuse selon les critères de sélection du dispositif de protection.

31. Quelles sont les méthodes de câblage des transformateurs de courant ?

Réponse : Les méthodes de câblage des transformateurs de courant comprennent le câblage biphasé en forme de V et le câblage biphasé à différence de courant utilisant deux transformateurs de courant ; le câblage triphasé en forme de Y, le câblage triphasé en forme de delta et le câblage homopolaire utilisant trois transformateurs de courant.

32. Quels types de sources de puissance réactive y a-t-il dans le système électrique ?

Réponse : Les sources de puissance réactive dans le système électrique sont : ① générateur synchrone ; ② conditionneur d'étage ; ③ condensateur de compensation parallèle ; ④ condensateur de compensation série ; ⑤ compensateur statique.

33. Quel est le principe de fonctionnement du purificateur d'huile du transformateur ?

Réponse : Le fonctionnement du transformateur entraîne la circulation de l’huile dans le purificateur d’huile grâce à la différence de température entre l’huile de la couche supérieure et celle de la couche inférieure. Les substances nocives présentes dans l’huile, telles que l’humidité, le carbone libre et les oxydes, sont absorbées par le gel de silice du purificateur lors de cette circulation. L’huile est ainsi purifiée et conserve de bonnes propriétés électriques et chimiques, contribuant à la régénération de l’huile du transformateur.

34. Quel est l'effet de refroidissement du dispositif de refroidissement à air à huile forte pour transformateur guidé et non guidé ?

Réponse : La majeure partie du flux d'huile d'un transformateur équipé d'un dispositif de refroidissement par air à huile forte non guidée reflue par l'espace entre la paroi du boîtier et l'enroulement. Seule une petite partie du flux d'huile pénètre dans l'enroulement et le noyau, et son effet de refroidissement est donc limité. En revanche, dans un transformateur refroidi par air et doté d'un dispositif de refroidissement à huile forte guidée, le flux d'huile entrant dans la cuve est dirigé par un déflecteur et circule efficacement à travers le noyau de fer et à l'intérieur de l'enroulement, ce qui améliore le refroidissement et réduit l'échauffement de l'enroulement.

35. Quelle est la fonction du thermomètre ? Combien existe-t-il de méthodes de mesure ?

Réponse : Le thermomètre sert à mesurer la température de l’huile dans la couche supérieure du réservoir et permet de vérifier le bon fonctionnement du transformateur. Il existe trois types de thermomètres, selon la capacité du transformateur : à mercure, à signal et à résistance.

36. Quelle est la fonction du tampon d'ouverture et de fermeture du disjoncteur haute tension ?

Réponse : Le rôle du tampon d’ouverture est d’empêcher que les composants du disjoncteur ne soient endommagés par la force d’impact importante générée lors de la détente du ressort. Le rôle du tampon de fermeture est d’empêcher que la force d’impact lors de la fermeture ne provoque une fermeture trop profonde et n’endommage le boîtier.

37. Qu'est-ce que le déclenchement gratuit du disjoncteur ?

Réponse : À tout moment lors de la fermeture du disjoncteur, si le dispositif de protection déclenche le circuit de déclenchement, le disjoncteur peut être ouvert en toute sécurité ; on parle alors de déclenchement libre. Le disjoncteur à déclenchement libre permet une ouverture rapide en cas de court-circuit, évitant ainsi l’extension du sinistre.

38. Quelles sont les bonnes propriétés d'extinction d'arc du gaz SF6 ?

Réponse : Le gaz SF6 possède les propriétés intéressantes suivantes :

(1) La conductivité de la colonne d'arc est élevée, la tension de l'arc est très faible et l'énergie de la colonne d'arc est faible.

(2) Lorsque le courant alternatif traverse zéro, la rigidité diélectrique du gaz SF6 se rétablit rapidement, environ 100 fois plus vite que celle de l'air, c'est-à-dire que sa capacité d'extinction d'arc est 100 fois supérieure à celle de l'air.

(3) La rigidité diélectrique du gaz SF6 est plus élevée.

39. Quelles sont les caractéristiques des disjoncteurs à vide ?

Réponse : Le disjoncteur à vide se caractérise par une faible distance d’ouverture des contacts, un temps d’amorçage court et une brûlure minimale des contacts lors de la coupure du courant de défaut. De ce fait, sa consommation d’énergie est faible et son action rapide. Il présente également l’avantage d’être compact, léger, peu exigeant en maintenance, résistant au feu et aux explosions, et silencieux.

40. Que signifie la synchronisation de la caméra synchrone ?

Réponse : Lorsque la caméra est en marche, le champ magnétique tournant du stator et du rotor tourne dans le même sens et à la même vitesse, ce que l'on appelle la synchronisation.

41. Après que le fusible du côté primaire du transformateur de tension ait sauté, pourquoi n'est-il pas autorisé à le remplacer par un fusible ordinaire ?

Réponse : Prenons l’exemple d’un transformateur de tension de 10 kV. Le courant nominal du fusible côté primaire est de 0,5 A. Un fusible rempli de sable de quartz offre une meilleure extinction d’arc et un pouvoir de coupure supérieur, tout en limitant le courant de court-circuit. En revanche, les fusibles ordinaires ne répondent pas aux exigences de pouvoir de coupure.

42. Pourquoi le côté secondaire d'un transformateur de tension et d'un transformateur de courant doit-il être mis à la terre ?

Réponse : La mise à la terre du secondaire des transformateurs de tension et de courant fait partie des dispositifs de protection. En effet, si l’isolation des enroulements primaire et secondaire est endommagée, la haute tension du primaire sera appliquée au secondaire, ce qui mettra en danger la sécurité des personnes et des équipements. La mise à la terre du secondaire est donc indispensable.

43. Quel type de plaque signalétique d'équipement électrique est FKL-10-2×750-6 ?

Réponse : FKL-10-2×750-6 est la plaque signalétique du réacteur de division de câble en aluminium avec une réactance nominale de 6 %, une tension nominale de 10 kV et un courant nominal de 750 A pour deux branches.

44. Quel est le rôle d'un réacteur shunt et d'un réacteur série ?

Réponse : La réactance shunt de ligne compense le courant de charge capacitif de la ligne, limite la montée en tension du système et la génération de surtensions de fonctionnement, et garantit la sécurité d’exploitation de la ligne. La réactance série de la barre omnibus limite le courant de court-circuit et maintient la barre omnibus avec une tension résiduelle élevée. La réactance série de la batterie de condensateurs limite les harmoniques d’ordre supérieur et réduit la réactance.

45. Quelles sont les caractéristiques de la méthode de câblage d'un segment de barre omnibus unique ?

Réponse : Le câblage segmenté par barre omnibus unique permet de réduire la zone d'influence d'un défaut sur la barre omnibus. En cas de défaut sur une section de la barre, le disjoncteur sectionnel se déclenche automatiquement, en coordination avec la protection par relais, afin de mettre hors tension la section défectueuse et de maintenir l'alimentation électrique sur le reste de la barre. Pour les utilisateurs critiques, l'alimentation peut être prélevée sur différents segments afin de garantir une alimentation sans interruption.

46. ​​Quels sont les inconvénients du câblage à double barre omnibus ?

Réponse : Le câblage à double barre omnibus présente les inconvénients suivants :

(1) Le câblage et le fonctionnement sont plus compliqués, et une erreur de manipulation est susceptible de se produire lors de l'opération de commutation.

(2) Il existe de nombreux interrupteurs d'isolement de bus, et la structure du dispositif de distribution d'énergie est également plus compliquée, donc l'économie est mauvaise.

47. Quelle est la fonction de l'enregistreur de défauts ?

Réponse : L’enregistreur de défauts est utilisé dans le réseau électrique. En cas de défaillance, il enregistre automatiquement et précisément les variations de différentes grandeurs électriques avant et après le défaut. L’analyse et la comparaison de ces grandeurs permettent d’analyser et de traiter l’incident. Il joue un rôle essentiel pour vérifier le bon fonctionnement des protections et améliorer la sécurité d’exploitation du réseau électrique.

48. Pourquoi faut-il installer des joints de dilatation sur les barres omnibus rigides ?

Réponse : Les objets subissent une dilatation et une contraction thermiques, et la longueur de la barre omnibus varie sous l’effet de la chaleur en fonctionnement. Afin d’éviter des contraintes excessives et des dommages à la barre omnibus et à l’isolateur de support dus à ces variations de dilatation et de contraction thermiques, des joints de dilatation doivent être installés sur la barre omnibus rigide.

49. Quel est le degré de compensation de la bobine de suppression d'arc et quel est le courant résiduel ?

Réponse : Le rapport entre la différence entre le courant inductif et le courant capacitif de la bobine d’extinction d’arc et le courant capacitif du réseau électrique est appelé taux de compensation. Après compensation du courant capacitif par le courant inductif de la bobine d’extinction d’arc, le courant résiduel circulant au point de mise à la terre est appelé courant de fuite.

50. Lorsque le système avec le point neutre mis à la terre par l'intermédiaire de la bobine de suppression d'arc fonctionne normalement, la bobine de suppression d'arc est-elle sous tension ?

Réponse : En fonctionnement normal, la capacité triphasée déséquilibrée par rapport à la terre de la ligne induit une certaine tension entre le point neutre du réseau et la terre. La valeur de cette tension est directement proportionnelle au déséquilibre de capacité. Dans des conditions normales, la tension générée par le point neutre ne peut excéder 1,5 % de la tension nominale de phase.