Salut! En tant que fournisseur de transformateurs de puissance de distribution, j'ai vu ma part de ces équipements cruciaux au fil des ans. Une question qui revient souvent est : « Quel est le mécanisme de vieillissement d’un transformateur de puissance de distribution ? » Eh bien, allons-y et décomposons-le.
Vieillissement thermique
Tout d’abord, le vieillissement thermique est un acteur majeur de la détérioration des transformateurs de puissance de distribution. Voyez-vous, lorsqu’un transformateur fonctionne, il génère de la chaleur. Cette chaleur est principalement produite par les pertes dans le noyau et les enroulements. Les pertes dans le noyau sont dues à l'hystérésis et aux courants de Foucault, tandis que les pertes dans les enroulements sont causées par la résistance des conducteurs transportant le courant.
La température à l’intérieur d’un transformateur peut devenir assez élevée, surtout pendant les périodes de charge de pointe. Et les températures élevées ne nuisent pas aux matériaux d’isolation utilisés dans les transformateurs. La plupart des transformateurs utilisent une isolation en papier imprégnée d’huile. Lorsque la température augmente, le papier commence à se dégrader. La cellulose du papier se décompose, libérant des gaz et de l'eau. Ce processus est appelé pyrolyse.
L'eau libérée lors de la pyrolyse constitue un gros problème. Cela peut réduire la rigidité diélectrique de l’huile, la rendant plus sujette aux pannes électriques. De plus, les gaz libérés peuvent provoquer la formation de bulles dans l’huile, ce qui peut également entraîner une défaillance de l’isolation.
Pour vous donner une idée de l'importance du vieillissement thermique, le taux de vieillissement de l'isolation en papier double environ pour chaque augmentation de température de 8 à 10°C. C'est pourquoi il est si important de surveiller la température d'un transformateur et de prendre des mesures pour la maintenir dans des limites sûres.
Oxydation
L’oxydation est un autre facteur important du vieillissement des transformateurs de puissance de distribution. L'huile d'un transformateur est constamment exposée à l'oxygène, surtout lorsque le transformateur est en fonctionnement. L'oxygène réagit avec l'huile, formant des produits d'oxydation tels que des acides, des boues et des peroxydes.
Ces produits d'oxydation peuvent avoir un effet néfaste sur les performances du transformateur. Les acides peuvent corroder les pièces métalliques à l’intérieur du transformateur, comme les enroulements et le noyau. Les boues peuvent obstruer les canaux de refroidissement, réduisant ainsi l’efficacité du système de refroidissement et provoquant une augmentation encore plus importante de la température. Et les peroxydes peuvent détruire les matériaux isolants, entraînant une défaillance de l’isolation.
Pour éviter l'oxydation, de nombreux transformateurs sont équipés d'un système de conservation de l'huile. Ce système peut comprendre une couverture d'azote ou un reniflard qui filtre l'humidité et l'oxygène de l'air qui pénètre dans le transformateur.
Contrainte électrique
Le stress électrique est également un facteur clé du vieillissement des transformateurs de puissance de distribution. Lorsqu'un transformateur fonctionne, il est soumis à diverses contraintes électriques, telles que des surtensions, des éclairs et des transitoires de commutation.
Ces contraintes électriques peuvent provoquer des décharges partielles au sein de l’isolant. Les décharges partielles sont de petits arcs électriques qui se produisent dans les vides ou les défauts de l'isolation. Au fil du temps, ces décharges partielles peuvent éroder les matériaux isolants, affaiblir l’isolation et éventuellement conduire à une rupture de l’isolation.
Pour protéger les transformateurs des contraintes électriques, des parafoudres sont souvent installés. Les parafoudres peuvent détourner les surtensions vers la terre, réduisant ainsi la contrainte électrique sur l'isolation du transformateur.
Contrainte mécanique
Les contraintes mécaniques ne peuvent être négligées lorsqu'il s'agit du vieillissement des transformateurs de puissance de distribution. En fonctionnement normal, les enroulements d'un transformateur sont soumis à des forces électromagnétiques. Ces forces peuvent faire vibrer et déplacer les enroulements, ce qui peut entraîner des dommages mécaniques au fil du temps.
De plus, le transformateur peut être soumis à des forces mécaniques externes, telles que des vibrations provenant de machines à proximité ou des chocs pendant le transport. Ces forces externes peuvent également endommager les composants internes du transformateur.
Pour résister aux contraintes mécaniques, les transformateurs sont conçus avec des structures mécaniques robustes. Les enroulements sont étroitement enroulés et sécurisés pour empêcher tout mouvement, et le réservoir du transformateur est conçu pour être suffisamment solide pour résister aux forces externes.
Impact sur les performances du transformateur
Les mécanismes de vieillissement que j'ai mentionnés ci-dessus peuvent avoir un impact significatif sur les performances d'un transformateur de distribution d'énergie. À mesure que l’isolation se dégrade, la rigidité diélectrique du transformateur diminue. Cela signifie que le transformateur est plus susceptible de subir une panne électrique, ce qui peut entraîner des pannes de courant et endommager d'autres équipements électriques.
L’efficacité du transformateur peut également être affectée. La formation de boues et le colmatage des canaux de refroidissement peuvent réduire l'efficacité du refroidissement, provoquant un fonctionnement du transformateur à une température plus élevée. Ceci, à son tour, augmente les pertes et réduit l’efficacité globale du transformateur.
Nos offres de produits
Dans notre entreprise, nous comprenons l'importance de fournir des transformateurs de puissance de distribution de haute qualité, capables de résister aux mécanismes de vieillissement. Nous proposons une gamme de produits, dont leTransformateur immergé dans l'huile à faible perte de 30 à 2 500 kVA/10 kV. Ces transformateurs sont conçus avec des matériaux d'isolation et des systèmes de refroidissement avancés pour minimiser les effets du vieillissement thermique.
Nous avons également leTransformateur immergé dans l'huile à faible perte de 50 à 2 500 kVA/20 (10) kV (transformateur rempli d'huile hermétiquement scellé). La conception hermétiquement scellée aide à empêcher l’oxydation et la pénétration d’humidité, prolongeant ainsi la durée de vie du transformateur.
Et pour les acteurs de l'industrie photovoltaïque, nous proposons leTransformateur de boîte photovoltaïque BS. Ces transformateurs sont spécialement conçus pour répondre aux exigences uniques des systèmes de production d'énergie photovoltaïque.
Contactez-nous pour l'approvisionnement
Si vous êtes à la recherche d'un transformateur de puissance de distribution, nous serions ravis d'avoir votre avis. Que vous ayez besoin d'un transformateur de petite taille pour une zone résidentielle ou d'un transformateur de grande capacité pour un complexe industriel, nous avons l'expertise et les produits pour répondre à vos besoins. Contactez-nous dès aujourd'hui pour lancer le processus d'approvisionnement et travaillons ensemble pour trouver la solution de transformateur parfaite pour vous.
Références
- Guide IEEE pour le chargement de minéraux - huile - transformateurs immergés, norme IEEE C57.91 - 2011
- CEI 60076 - 7 : Transformateurs de puissance - Partie 7 : Guide de chargement des transformateurs de puissance immergés dans l'huile
- Emsley, AM et Stevens, GW (2000). Isolation cellulosique dans les transformateurs de puissance. Actes IEE - Production, transport et distribution, 147(2), 143 - 150.