Essais de transformateurs de puissance

Dans cet article, nous définissons les tests effectués sur les transformateurs de puissance. Et nous commencerons par mettre en évidence deux indices qui sont les facteurs de base pour juger de l’état d’isolation du transformateur : “l’indice d’absorption” et “l’indice de polarisation” (plus ces indices sont élevés, meilleur est l’état d’isolation). Listons les tests suivants :

. (a) Test du facteur de puissance. Ce facteur est recommandé pour la détection de l’humidité et constitue le principal critère pour juger de l’isolation des enroulements d’un transformateur. Amperis dispose d’une large gamme d’équipements liés à la maintenance des transformateurs. Le facteur de puissance sera toujours le rapport entre les pertes (milliwatts) et la charge (millivoltampères) ; et la valeur obtenue dépendra uniquement de l’humidité et de la température de l’équipement dans les conditions dans lesquelles il fonctionne (indépendamment de l’épaisseur ou de la surface de l’isolation). Comme la température de l’unité testée fait varier les résultats, les lectures doivent être corrigées par rapport à une Tº de référence de 20ºc, c’est pourquoi il s’agit d’un test en courant alternatif. Les critères à suivre pour considérer une valeur de facteur de puissance acceptable sont les suivants : 0,5% pour un transformateur neuf jusqu’à 2,0% pour un transformateur contaminé ou dégradé dans son isolation, toujours par rapport à 20ºc. Si la valeur est supérieure à 2%, il est nécessaire de rechercher la cause de la mauvaise isolation (par exemple, la pénétration d’eau dans l’huile isolante).

b) Essai de résistance de l’isolation : c’est la résistance (en mégohms) offerte par une isolation lorsqu’on applique une tension continue pendant un temps donné. Cet essai est mesuré en appliquant une tension constante pendant toute la durée de l’essai. Ce test entraîne un faible courant de fuite à travers l’isolation de l’équipement testé, qui diminue jusqu’à une valeur minimale constante. Les valeurs minimales de résistance d’isolement (à 20ºc) sont : pour 15.0 KV : 410 MEGOHMS, pour 34.5 KV : 930 MEGOHMS et pour 230/115 KV : 3100 MEGOHMS.

c) Test du ratio de transformation. Le rapport de transformation est défini comme le rapport des tours ou des tensions entre les enroulements du transformateur (primaire et secondaire). Le TTR est la méthode la plus couramment utilisée pour effectuer le test du rapport de transformation. L’équipement TTR se compose essentiellement de :

  1. Un transformateur de référence avec un rapport réglable de 0 à 130.
  2. Une source d’excitation à courant alternatif.
  3. Un voltmètre
  4. Un ampèremètre
  5. Un galvanomètre à détection de courant nul
  6. Ainsi qu’un jeu de bornes pour la connexion.

Grâce à ce test, il est possible de détecter les courts-circuits entre les spires, la polarité, l’ordre des phases, les circuits ouverts, etc. Amperis dispose d’équipements leaders sur le marché pour obtenir le rapport de transformation, tels que :

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Vous pouvez analyser ici une comparaison des compteurs de transformateurs.

d) Enroulement de l’essai de résistance ohmique. Ce test est effectué pour calculer les pertes totales d’un transformateur en identifiant les faux contacts ou les points de haute résistance dans les enroulements. Le test peut être appliqué aux transformateurs de puissance, aux transformateurs de distribution, aux transformateurs de mesure, aux autotransformateurs, aux régulateurs de tension, etc. L’appareil utilisé pour cette mesure est un ohmmètre dont la gamme va de 10 microohms à 1999 ohms. Les résultats des mesures avec ce test doivent être similaires entre les 3 phases des enroulements, s’il y a des divergences, cela signifie qu’il y a un faux contact interne de la phase qui présente une valeur plus élevée, ce qui échauffe l’équipement et produit éventuellement un dommage qui rendra nécessaire la mise hors service de l’équipement pour réparation.

e) Essai de haute tension ou de rigidité diélectrique. Ce test permet de connaître les conditions de service de l’huile isolante. La rigidité diélectrique de l’huile est définie comme la tension minimale à laquelle un arc est produit entre deux électrodes métalliques, ce qui nous renseigne sur la capacité de l’huile à résister à une contrainte électrique sans défaillance. Nous savons qu’il y a contamination par l’eau ou d’autres contaminants si la rigidité diélectrique est faible. L’appareil utilisé pour effectuer l’essai de rigidité diélectrique se compose de :

  1. Un transformateur
  2. Un régulateur de tension (0-60 kV)
  3. Un interrupteur,
  4. Un voltmètre
  5. Une tasse de test avec deux électrodes plates.

De manière significative, la valeur minimale admissible de la résistance diélectrique pour une huile de travail est de 25 kV. Le test de résistivité est fondamental lorsqu’on examine un transformateur dont la résistance d’isolement stagnante est anormalement basse, ce qui peut être la cause d’une faible résistivité de l’huile.

STANDARDS Voici une liste de normes pour les tests de maintenance des équipements de sous-stations :

  • ASTM D3487-88, Spécification pour l’huile minérale isolante utilisée dans les appareils électriques.

  • ASTM D 923-91, Méthode de test pour l’échantillonnage des liquides d’isolation électrique.

  • ASTM D3612-93, Méthode de test pour l’analyse des gaz dissous dans l’huile isolante électrique par chromatographie en phase gazeuse.

  • ASTM D1816-97, Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage of Petroleum Insulating Oils Using VDE Electrodes.

  • ASTM D924-92 (b), Méthode de test pour le facteur de dissipation (ou facteur de puissance) et la perméabilité relative (constante diélectrique) des liquides électriquement isolants.

  • ASTM D971-91, Méthode de test pour la tension interfaciale de l’huile contre l’eau par la méthode de l’anneau.

  • ASTM D974-92, Méthode de test pour le nombre de neutralisation par titrage d’indicateur de couleur.

  • ASTM D1500-91, méthode de test ASTM pour la couleur des produits pétroliers (échelle de couleur ASTM).

  • ASTM D 1298-85, Practice for Density, Relative Density (Specific Gravity) or API Gravity of Crude Oil and Liquid Petroleum Products by Hydrometer Method.

  • ASTM D1524-84, Méthode d’examen visuel des huiles isolantes électriques d’origine pétrolière utilisées sur le terrain.

  • ASTM D 2285-85, Méthode de test de la tension interfaciale des huiles isolantes électriques de pétrole contre l’eau par la méthode du poids tombant.

  • ASTM D1533-88, Méthode pour tester l’eau dans les liquides isolants (méthode Karl Fischer).

  • ASTM D 3612-93, Méthode d’essai pour l’analyse des gaz dissous dans l’huile isolée électriquement par chromatographie en phase gazeuse.

  • ASTM D 3613-92, Méthodes d’essai pour l’échantillonnage des huiles d’isolation électrique pour l’analyse des gaz et la détermination de la teneur en eau.

  • ASTM D 5837-99 (2005), Standard Test Methods for Furan Compounds in Electrical Insulating Liquids by High Performance Liquid Chromatography (HPLC).

  • Mesure du rapport de transformation, vérification de la polarité et relation de phase selon la norme ICONTEC n° 471.

  • Mesure de la résistance ohmique des enroulements selon la norme ICONTEC n° 375.

  • Mesure de la résistance de mise à la terre de chaque transformateur (RETIE chapitre 15.)

  • Vérifier et mesurer la mise à la terre des parafoudres - RETIREZ le chapitre 15.

  • IEEE-400.1- 2001 Essais sur le terrain pour mesurer l’isolation des câbles isolés.

  • CEI - Commission électrotechnique internationale.

Voici une liste de normes pour tester les transformateurs de puissance :

  • ASTM D-1524 Examen visuel standard.
  • Rigidité diélectrique ASTM D-877 Standard.
  • Indice colorimétrique ASTM D-1500 Standard.
  • Numéro de neutralisation Norme ASTM D-974.
  • ASTM D-971 Norme de tension interfaciale.
  • Norme ASTM D-1533 sur la teneur en eau.
  • Norme de gravité spécifique ASTM D-1298.
  • Analyse chromatographique de l’huile selon la norme ASTM D-3612-93.
  • Taux de transformation et polarité ; ANSI/IEEE C57.12.91.
  • Résistance à l’enroulement ; ANSI/IEEE Std. 62-1995.
  • Courant d’excitation ; ANSI/IEEE Std. 62-1995.
  • Impédance ; ANSI/IEEE Std. 62-1995.
  • Facteur de puissance et capacité d’enroulement ; ANSI/IEEE Std. 62-1995.
  • Résistance à l’isolation ; ANSI/IEEE C57.12.91.
  • Réponse du balayage de fréquence. (FRA) ; IEEE C57-159/D5.
  • Physique-chimique (selon la norme IEEE C57.106-2006).
  • Composés furaniques (selon ASTM D5837, IEC 61198).
  • Gaz dissous par procédé chromatographique (selon la norme IEC 60599)
  • Analyse des PCB (selon ASTM-D4059) et de la teneur en inhibiteurs (selon ASTM-D2668).
  • Essais diélectriques. (IEC-60076-3).
  • Mesure du niveau sonore. (IEC-60076-10).

Les normes d’essai pour les disjoncteurs sont :

  • Disjoncteurs à haute tension - Partie 1 ; Commutation pour des tensions assignées supérieures à 1 kV et inférieures à 52 kV"- IEC 62271-103 ed1.0 (2011-06).
  • Appareillage à haute tension - Partie 2 ; appareillage à haute tension pour tensions nominales égales ou supérieures à 52 kV". - CEI - 62271-104 ed1.0 (2009-04)
  • Spécification pour l’hexafluorure de soufre (sf6) de qualité technique destiné à être utilisé dans les équipements électriques. - IEC - IEC - 60376 - 2006
  • Appareillage à haute tension - Partie 101 : Essais synthétiques. - IEC 62271 - 101 - 2006 15.3

Les normes pour tester les sectionneurs de puissance sont :

  • Sectionneurs de courant alternatif (sectionneurs) et interrupteurs de mise à la terre - IEC 62271-102.
  • Disjoncteurs haute tension. - CEI 62271-103 ed1.0 (2011-06).

Les normes pour tester les transformateurs de courant sont :

  • Transformateurs de mesure “partie 6 :” Exigences pour les transformateurs de courant de protection pour la performance transitoire “. - IEC 61869-2 ed1.0 (2012-09).

Normes pour l’essai des transformateurs de tension :

  • “Transformateurs de mesure”, partie 3 : “Transformateurs de tension inductifs”. - IEC 61869-3 ed1.0 (2011-07).
  • “Instrument transformers”, partie 5 : “Capacitor voltage transformers”. CEI 61869-5 ed1.0 (2011-07)

Normes d’essai pour les parafoudres :

  • Parafoudres - Partie 4 : Parafoudres à oxyde métallique non dénudés pour réseaux à courant alternatif. - IEC 60099- 2007.

Normes d’essai de relais et de contrôle :

Relais électriques - IEC 60255- 2006.

  • Équipements et systèmes de télécontrôle - IEC 60870 - 2011.
  • Compatibilité électromagnétique (ECM) - IEC 61000-2003