Risques liés à la manœuvre fréquente du régleur en charge et analyse des limites de fréquence de changement de prises

Champ: Fabrication

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China

Le régleur en charge (OLTC) est le composant central qui maintient la stabilité de la tension du réseau et permet la régulation de la tension des transformateurs en charge. Cependant, comme chaque opération de commutation implique inévitablement un arc électrique et une action mécanique, une opération trop fréquente accélère non seulement le vieillissement de l'équipement, mais peut également entraîner de graves accidents de sécurité. Cet article se concentre sur les régleurs en charge à transition résistive immergés dans l'huile, dont le champ d'application est conforme à la norme DL/T 574-2021.

Régulateur de tension cylindrique monté sur poteau équipé d'un cadran de pression et de traversées isolantes

1. Principaux dangers causés par un fonctionnement fréquent

Les opérations fréquentes de changement de prise accélèrent la détérioration du commutateur du point de vue électrique, de l'isolation et mécanique, comme résumé ci-dessous :

Danger	Mécanisme	Conséquence
Usure des contacts et échauffement accru	La régulation fréquente de la tension provoque une usure mécanique sévère, une érosion électrique et une contamination des contacts ; à des courants de charge plus élevés, l'effet thermique du courant affaiblit l'élasticité du ressort, réduisant la pression de contact entre les contacts mobiles et fixes et augmentant la résistance de contact, ce qui provoque à son tour un échauffement des contacts	La corrosion par oxydation et la déformation mécanique sur la surface des contacts s'accélèrent, créant un cercle vicieux qui peut finalement entraîner l'endommagement de l'inverseur
Défaillance de la résistance de transition et risque de court-circuit	La résistance de transition supporte une forte surintensité et produit instantanément une température élevée à chaque opération de commutation ; un fonctionnement fréquent peut rendre son matériau cassant, modifier sa valeur de résistance, voire la carboniser	Si la commutation en charge se poursuit après la carbonisation de la résistance, un arc électrique intense se forme au point de coupure, entraînant un court-circuit entre les positions de prise, la destruction de la section de prise de l'enroulement haute tension, et causant même des dommages irréparables au commutateur
Dégradation de la qualité de l'huile et détérioration de l'isolation	Les arcs électriques générés par les commutations fréquentes provoquent la décomposition de l'huile isolante dans le commutateur, produisant des impuretés telles que du carbone libre et de l'humidité	La qualité de l'huile se dégrade et la rigidité diélectrique diminue, limitant non seulement le nombre d'opérations de commutation, mais pouvant également déclencher des décharges partielles ou des contournements qui mettent en danger le fonctionnement sûr de l'équipement
Fatigue des composants mécaniques et refus de fonctionnement	Un fonctionnement fréquent et prolongé fatigue les composants mécaniques tels que le ressort principal du mécanisme à action rapide, pouvant entraîner des dommages au système de transmission, un blocage mécanique et une défaillance du contact de fin de course	Le commutateur ne peut pas fonctionner ou tombe en panne en cours d'opération (refus de fonctionnement)

2. Limites strictes de la fréquence de changement de prises

Le nombre de changements de prises d'un changeur de prises en charge est limité par sa durée de vie mécanique et électrique. Selon les normes de produits du fabricant et les pratiques de l'industrie, la durée de vie électrique d'un changeur de prises en charge n'est généralement pas inférieure à 200 000 manœuvres et la durée de vie mécanique pas inférieure à 500 000 manœuvres, les méthodes d'essai étant basées sur la norme CEI 60214-1:2014 (correspondant à la norme nationale actuelle GB/T 10230.1-2019, Changeurs de prises – Partie 1 : Exigences de performance et méthodes d'essai). En fonctionnement réel, les limites suivantes s'appliquent conformément aux réglementations de maintenance :

Limites de maintenance et de durée de vie (selon la norme industrielle actuelle DL/T 574-2021, Guide pour l'exploitation et la maintenance des changeurs de prises des transformateurs de puissance) :

Un changeur de prises nouvellement mis en service doit subir une inspection du noyau après 1 à 2 ans de service ou après 5 000 changements de prises.
Une fois que le nombre cumulé de changements de prises atteint la limite prescrite du cycle de maintenance, une révision doit être effectuée ; si aucune limite explicite n'est spécifiée, une inspection du noyau est généralement également justifiée tous les 10 000 à 20 000 changements de prises ou tous les 3 à 5 ans.

Limite de fréquence quotidienne de changement de prises : Suivre les réglementations d'exploitation de chaque gestionnaire de réseau (les limites varient selon la classe de tension et la région ; en général, la fréquence quotidienne de changement de prises des transformateurs principaux de 110 kV et plus est strictement contrôlée).

Intervalle de fonctionnement : Un intervalle suffisant doit être maintenu entre deux opérations consécutives de changement de prises ; les exigences spécifiques suivent les réglementations d'exploitation et les instructions du fabricant.

Limite de surcharge : L'opération de changement de prises est interdite lorsque le transformateur fonctionne en surcharge (sauf dans des circonstances particulières).

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3. Autres cas où le changement de prises est interdit

En plus du dépassement de la limite du nombre de changements de prises, le changement de prises du changeur de prises en charge n'est également pas autorisé dans les conditions suivantes :

Condition interdite	Description
Transformateur fonctionnant en surcharge	Sauf dans des circonstances particulières
Le relais à gaz léger du régleur en charge déclenche une alarme	—
La rigidité diélectrique de l'huile du régleur est non conforme	Tension de claquement inférieure à la valeur spécifiée ou absence d'huile dans l'indicateur de niveau d'huile
Dysfonctionnements du régleur	—

Résumé

En tant que composant central pour la régulation de la tension du transformateur, le régleur en charge subit une série de dangers graves dus à un fonctionnement fréquent, notamment l'usure des contacts, la destruction de la résistance de transition, la détérioration de l'huile isolante et la fatigue mécanique.

Pour garantir la sécurité du réseau, les opérations de changement de prise doivent respecter strictement les limites de fréquence définies dans les réglementations de maintenance (par exemple, une inspection du noyau doit être effectuée 1–2 ans après la mise en service ou après 5 000 changements de prise, et une révision générale doit être réalisée après avoir atteint la limite du cycle de maintenance prescrit), et la fréquence quotidienne des changements de prise doit être contrôlée conformément aux réglementations de l'exploitant.

En même temps, les changements de prise doivent être interdits dans des conditions anormales telles que la surcharge de l'équipement, l'alarme du relais à gaz ou une qualité d'huile non conforme.

Édité à partir de : Garca

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Régulateur de Tension Automatique