En tant que fournisseur de transformateurs de puissance triphasés immergés dans l'huile, on me demande souvent comment fonctionnent les dispositifs de protection de ces transformateurs. Dans cet article de blog, je vais me plonger dans les différents dispositifs de protection utilisés dans les transformateurs de puissance triphasés immergés dans l'huile et expliquer leurs principes de fonctionnement.
Protection contre les surintensités
La protection contre les surintensités est l'un des mécanismes de protection les plus fondamentaux dans un transformateur de puissance triphasé immergé dans l'huile. Lorsque le courant circulant dans le transformateur dépasse sa valeur nominale, cela peut provoquer une surchauffe et endommager les enroulements.
Il existe deux principaux types de protection contre les surintensités : la protection instantanée contre les surintensités et la protection temporisée contre les surintensités.
Protection instantanée contre les surintensités
Ce dispositif de protection fonctionne immédiatement lorsque le courant dépasse un seuil prédéfini. Il est conçu pour isoler rapidement le transformateur du système électrique en cas de défaut grave de court-circuit. Le relais de surintensité instantané détecte le courant à travers les transformateurs de courant (TC) installés dans les circuits primaire et secondaire du transformateur. Lorsque le courant atteint une valeur suffisamment élevée pour déclencher le relais, il envoie un signal au disjoncteur, qui se déclenche alors et déconnecte le transformateur de l'alimentation électrique.
Protection Temporisée - Temporisée - Courant
La protection temporisée contre les surintensités est utilisée pour gérer des situations de surintensité moins graves. Au lieu de se déclencher immédiatement, il permet au transformateur de supporter la surintensité pendant un certain temps. En effet, certaines surintensités à court terme peuvent être normales, comme lors du démarrage du moteur. La temporisation est définie en fonction de la capacité thermique du transformateur et de la durée prévue de la surintensité. Semblable à la protection instantanée contre les surintensités, elle utilise également des TC pour détecter le courant et un relais pour envoyer un signal de déclenchement au disjoncteur lorsque la surintensité persiste au-delà de la limite de temps définie.
Protection contre les surtensions et les sous-tensions
Protection contre les surtensions
Une surtension peut provoquer une rupture d'isolation dans les enroulements du transformateur, entraînant un court-circuit. Les dispositifs de protection contre les surtensions surveillent la tension aux bornes du transformateur. Les transformateurs de potentiel (PT) sont utilisés pour abaisser la haute tension à un niveau qui peut être mesuré par le relais de protection. Lorsque la tension dépasse une limite de sécurité prédéterminée, le relais de surtension est activé. Il envoie ensuite un signal au disjoncteur pour déconnecter le transformateur du système électrique.
Protection contre les sous-tensions
Une sous-tension peut également avoir un impact négatif sur le transformateur et les charges connectées. Cela pourrait provoquer le calage des moteurs et réduire l’efficacité des équipements électriques. La protection contre les sous-tensions fonctionne de la même manière que la protection contre les surtensions. Les PT mesurent la tension et lorsque la tension descend en dessous d'une valeur définie, le relais de sous-tension envoie un signal au disjoncteur, qui peut déclencher le transformateur ou prendre d'autres mesures appropriées pour protéger le système.
Protection différentielle
La protection différentielle est une méthode de protection très sensible pour les transformateurs de puissance triphasés immergés dans l'huile. Il compare le courant entrant et sortant du transformateur. Les transformateurs de courant sont installés des côtés primaire et secondaire du transformateur.
Le principe de fonctionnement est basé sur la loi actuelle de Kirchhoff, qui stipule que la somme des courants entrant dans un nœud est égale à la somme des courants sortant du nœud. Dans un transformateur sain, le courant entrant et sortant doit être équilibré. Cependant, en cas de défaut interne, comme un court - circuit dans les enroulements, l'équilibre est rompu.
Le relais différentiel calcule en permanence la différence entre les courants primaire et secondaire. Si cette différence dépasse une valeur prédéfinie, cela indique un défaut interne et le relais envoie un signal au disjoncteur pour déclencher le transformateur. Cette méthode de protection peut détecter et isoler rapidement les défauts internes, minimisant ainsi les dommages au transformateur.
Protection contre la température
La température est un paramètre critique pour le fonctionnement sûr d'un transformateur de puissance triphasé immergé dans l'huile. Des températures élevées peuvent accélérer le vieillissement du matériau isolant et réduire la durée de vie du transformateur.
Protection de la température de l'huile
L'huile contenue dans le transformateur sert à la fois de liquide de refroidissement et d'isolant. Des capteurs de température sont installés dans l’huile pour surveiller sa température. Lorsque la température de l'huile dépasse une certaine limite, cela peut indiquer un problème, tel qu'une surcharge ou un défaut interne. Le relais de température envoie un signal pour alerter l'opérateur ou déclencher le transformateur, en fonction de la gravité de l'augmentation de température.
Protection contre la température des enroulements
Outre la température de l'huile, la température des enroulements du transformateur est également surveillée. La température du bobinage est estimée en mesurant la température de l'huile et en tenant compte du courant de charge. Puisque la chaleur générée dans les enroulements est proportionnelle au carré du courant, la température des enroulements peut être calculée avec plus de précision. Semblable à la protection contre la température de l'huile, lorsque la température de l'enroulement dépasse une limite de sécurité, des mesures appropriées sont prises pour protéger le transformateur.
Protection contre les gaz (relais Buchholz)
Le relais Buchholz est un dispositif de protection très important pour les transformateurs immergés dans l'huile. Il est installé dans la canalisation entre le réservoir du transformateur et le conservateur.
Lorsqu'un défaut interne se produit dans le transformateur, tel qu'un court - circuit dans les enroulements, il génère de la chaleur, ce qui provoque la décomposition de l'huile et la production de gaz. Le relais Buchholz comporte deux chambres : une chambre basse et une chambre haute.
Dans le cas d'un défaut mineur, tel qu'un claquage d'isolation à évolution lente, le gaz généré s'accumule dans la chambre inférieure. À mesure que le gaz s’accumule, il déplace l’huile, provoquant la montée d’un flotteur dans la chambre inférieure. Lorsque le flotteur atteint une certaine position, il active un contact qui peut être utilisé pour envoyer un signal d'alarme à la salle de contrôle.
Dans le cas d'un défaut majeur, tel qu'un court - circuit grave, une grande quantité de gaz et d'huile s'écoule rapidement vers le conservateur. Cela provoque le déplacement d'un déflecteur dans la chambre supérieure, ce qui active un autre contact. Ce contact est utilisé pour déclencher le transformateur, le déconnectant du système électrique pour éviter d'autres dommages.
Conclusion
Les dispositifs de protection des transformateurs de puissance triphasés immergés dans l'huile jouent un rôle crucial pour garantir le fonctionnement sûr et fiable du système électrique. Chaque dispositif de protection a sa propre fonction et son propre principe de fonctionnement, et ils fonctionnent ensemble pour détecter et répondre à divers défauts et conditions anormales.
En tant que fournisseur deTransformateur de puissance triphasé immergé dans l'huile, nous nous engageons à fournir des transformateurs de haute qualité dotés de systèmes de protection avancés. Nos transformateurs, comme leTransformateur de distribution 11kvetTransformateur de distribution immergé dans l'huile 20kv, sont conçus pour répondre aux normes industrielles les plus élevées et offrir des performances fiables.
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Références
- Blackburn, JL (1998). Relais de protection : principes et applications. Marcel Dekker.
- Gross, Californie (1986). Production, exploitation et contrôle d'énergie électrique. John Wiley et fils.
- Stevenson, DEO (1982). Éléments d’analyse du système électrique. McGraw-Colline.