Quels sont les éléments essentiels pour la sélection et l'installation de transformateurs de tension extérieurs AIS 66 kV
Salut à tous ! Je suis James, un professionnel avec plus de 10 ans d'expérience dans l'installation de transformateurs de tension. Aujourd'hui, je veux parler de la sélection et de l'installation de transformateurs de tension Air Insulated Switchgear (AIS) dans les postes extérieurs de 66 kV.
Ces appareils sont essentiels pour la mesure et la protection dans les systèmes électriques. Leur sélection et installation correctes affectent directement la sécurité et la stabilité de l'ensemble du réseau électrique. Avec l'avancement des technologies de réseau intelligent, les transformateurs de tension électroniques AIS deviennent progressivement le choix préféré. Ils offrent de nombreuses fonctionnalités intelligentes, mais ils imposent également des exigences plus élevées en termes d'installation et de maintenance.
1. Facteurs clés dans la sélection d'un transformateur de tension AIS
Commençons par la fonction et l'application — c'est la considération la plus importante lors de la sélection d'un transformateur de tension.
Les transformateurs de tension de protection ont besoin d'une large plage dynamique. Généralement, nous choisissons la classe de précision 10P avec une capacité nominale d'environ 5 VA. Cela garantit une transmission de signal précise même en cas de conditions anormales comme les courts-circuits.
Les transformateurs de tension de mesure, en revanche, nécessitent une grande précision. Nous optons généralement pour la classe 0.2S ou supérieure, avec une capacité nominale d'au moins 10 VA, pour répondre aux besoins de comptage d'énergie et de surveillance du système.
Avec le développement des réseaux intelligents, les transformateurs de tension électroniques gagnent en popularité dans les postes de 66 kV en raison de leurs capacités de sortie numérique, en particulier dans les environnements où l'intégration avec des systèmes de protection numériques est nécessaire.
Ensuite, examinons le niveau de tension et la forme structurelle. À 66 kV, qui relève de la catégorie de tension moyenne (3 kV–110 kV), des structures monophasées ou triphasées sont couramment utilisées.
Pour des systèmes de câblage principaux simples, deux transformateurs monophasés connectés en tension phase-à-phase ou en connexion V/V fonctionnent bien.
Dans les postes nécessitant une surveillance de l'isolation, il est préférable d'utiliser soit un transformateur de tension triphasé à cinq cœurs et trois enroulements, soit trois transformateurs monophasés à trois enroulements connectés en configuration Y/Y-Δ. Cette configuration permet la mesure de la tension ligne et le filtrage de la tension zéro-séquence via l'enroulement delta ouvert, permettant ainsi une surveillance efficace de l'état d'isolation du système.
Il y a ensuite le type d'isolation et le choix du diélectrique — un facteur clé pour une opération en extérieur sûre. Les transformateurs de tension traditionnels de 66 kV utilisent souvent une isolation par huile ou par résine coulée, mais les modèles modernes AIS préfèrent les conceptions isolées par gaz.
Selon la dernière norme nationale GB/T 20840.11-2025, pour les transformateurs de tension AIS extérieurs de 66 kV et au-dessus, l'isolation par mélange de gaz SF₆/N₂ est désormais recommandée au lieu du gaz SF₆ pur. Pourquoi ? Parce que le SF₆ pur peut facilement se liquéfier dans des environnements à basse température, en particulier en dessous de -25°C. Le mélange de gaz (généralement 20%–30% de SF₆) résout ce problème tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.
Les transformateurs isolés par gaz doivent utiliser des cuves de gaz soudées en acier inoxydable et des structures de scellement double joint torique pour assurer une bonne étanchéité même dans des conditions extérieures difficiles. Il faut également prendre en compte l'adaptabilité environnementale du milieu isolant — tels que la résistance aux intempéries et à la pollution — pour faire face à différentes conditions climatiques selon les régions.
2. Exigences techniques pour l'installation des transformateurs de tension AIS
Passons maintenant à l'installation — une autre étape cruciale qui nécessite un respect strict des normes techniques.
Lors du choix de l'emplacement d'installation, voici quelques points clés :
Le transformateur de tension doit être installé entre la sortie de l'équipement haute tension et l'équipement de distribution, assurant une mesure de tension précise.
Il doit être placé près de la barre de collecteur ou de la sortie du transformateur, mais maintenir au moins 1,5 mètre de dégagement des disjoncteurs, des interrupteurs, etc., pour éviter les interférences électromagnétiques et les vibrations mécaniques.
La hauteur d'installation doit suivre les directives de conception du poste — généralement plus élevée que l'équipement environnant pour réduire l'accumulation de contamination et assurer une bonne ventilation, évitant ainsi le surchauffe qui pourrait dégrader la performance de l'isolation.
Si plusieurs transformateurs de tension fonctionnent en parallèle, assurez-vous qu'ils soient isolés les uns des autres pour éviter les interférences mutuelles.
Le prochain point est la configuration de mise à la terre, qui est essentielle pour une installation sûre.
Le système de mise à la terre pour les transformateurs de tension AIS extérieurs de 66 kV doit suivre le principe de "mise à la terre en un seul point" :
Le point neutre de l'enroulement primaire doit être mis à la terre de manière fiable — en particulier dans les configurations en étoile. Cela est fondamental pour prévenir les surtensions et assurer la sécurité du système.
Le circuit secondaire doit être mis à la terre en un seul point — généralement sur le bloc de terminaux dans la salle de contrôle — pour éviter les courants circulants ou les faux déclenchements causés par une mise à la terre multi-points.
Un des bornes de l'enroulement tertiaire (enroulement delta ouvert) doit également être mis à la terre en un seul point, et aucun dispositif commutable ne doit être inséré dans le fil de mise à la terre.
Pour les transformateurs isolés par gaz, une attention particulière doit être portée à la conception de la mise à la terre de la membrane anti-explosion. Utilisez des matériaux résistants au vieillissement et à la corrosion, et assurez une mise à la terre solide pour éviter les dommages dus à l'accumulation d'eau ou au gel. Installez également des capots de pluie sur les relais de densité de gaz SF₆ et assurez-vous qu'ils permettent un calibrage sans démontage, améliorant ainsi la fiabilité opérationnelle.
Enfin, la sélection et l'installation des fusibles doivent correspondre aux paramètres de l'équipement.
Le côté primaire d'un transformateur de tension AIS extérieur de 66 kV doit être équipé d'un fusible RW10-35/0.5, avec un courant nominal de 0,5 A et une capacité de coupure de 1000 MVA. Cela protège le transformateur contre les courants de court-circuit.
Installez le fusible verticalement ou horizontalement, en vous assurant que le tube de fusible est solidement connecté à la buse en porcelaine pour éviter un mauvais contact dû au desserrage.
Les fusibles secondaires doivent être sélectionnés en fonction de l'impédance de charge, généralement en utilisant des fusibles standards. Cependant, évitez de connecter tout point de rupture possible (comme des isolateurs) dans le circuit secondaire pour éviter que la rétroalimentation de tension n'endommage l'équipement.
Pour les transformateurs de tension électroniques AIS, des considérations supplémentaires incluent la protection de la boucle à fibre optique — telles que des mesures anti-vibration et anti-humidité — pour assurer l'intégrité du signal.
3. Normes d'installation et de maintenance des transformateurs de tension AIS
La standardisation de l'installation et de la maintenance est la base d'une opération sûre.
Selon la norme GB/T 20840.11-2025, les transformateurs de tension AIS de 66 kV et au-dessus doivent répondre à des exigences strictes en termes de résistance mécanique, de tolérance thermique et de performance d'étanchéité. Pendant le transport, des capteurs de vibration de 10 g doivent être installés. Pour des lots de plus de 10 unités, installez-en deux par véhicule ; pour moins de 10, installez-en un. À l'arrivée, vérifiez les données de vibration. Si un capteur enregistre plus de 10 g ou est tombé, retournez l'unité pour inspection interne.
Pour la maintenance, des tests préventifs réguliers sont cruciaux :
Effectuez des tests de résistance d'isolement
Conduisez des mesures de décharge partielle
Effectuez des tests de courbe d'excitation
Cela garantit que l'équipement répond aux exigences de performance. Pour les transformateurs isolés par gaz, testez régulièrement le contenu d'humidité du gaz SF₆ et effectuez des détections de fuite sous tension. Dans certains cas, raccourcissez le cycle d'inspection.
Au cours du premier mois après la mise en service, effectuez des inspections sous tension. Ensuite, inspectez trimestriellement pour vous assurer que la qualité du gaz répond aux normes.
En ce qui concerne la gestion des pannes, suivez des procédures standardisées :
Si un fusible saute, vérifiez d'abord le fusible secondaire. S'il saute à nouveau après remplacement, cela signifie qu'il y a une panne grave dans le circuit secondaire — enquêtez soigneusement.
Si la pression du gaz baisse soudainement, mettez immédiatement l'unité hors service pour une détection de fuite et une réparation, évitant une opération continue qui pourrait compromettre l'isolation.
4. Résumé
En résumé, voici les points clés à retenir pour la sélection et l'installation des transformateurs de tension AIS :
Définissez clairement la fonction : les types de protection utilisent des classes à large gamme comme 5TPE ; les types de mesure utilisent des classes de haute précision comme 0.2S ; les types électroniques doivent prendre en compte la compatibilité de sortie numérique.
Choisissez la structure appropriée en fonction du niveau de tension et des caractéristiques du système — configurations V/V ou triphasées à cinq jambages — et assurez-vous que la méthode de mise à la terre neutre correspond au système.
Sélectionnez les milieux d'isolation appropriés en fonction des conditions environnementales. Pour les systèmes extérieurs de 66 kV, privilégiez l'isolation par mélange de gaz SF₆/N₂ pour éviter les risques de liquéfaction du SF₆ pur dans les climats froids.
Installez près des sorties d'équipement haute tension, mais gardez au moins 1,5 mètre d'écart des interrupteurs et des disjoncteurs pour assurer la ventilation et la stabilité mécanique.
Suivez la règle de "mise à la terre en un seul point" pour les enroulements primaire, secondaire et tertiaire pour éviter les courants circulants.
Assortissez les fusibles aux spécifications de l'équipement : RW10-35/0.5 pour le côté primaire, fusibles standards pour le côté secondaire, et assurez une installation sécurisée.
Alors que la technologie continue d'évoluer, les transformateurs de tension AIS évoluent également. L'amélioration de l'isolation par gaz, la maturité des technologies de capteurs électroniques et l'adoption de systèmes de surveillance intelligents contribuent tous à des solutions plus sûres, plus fiables et plus efficaces pour les postes extérieurs de 66 kV.
À l'avenir, de nouveaux matériaux et processus de fabrication amélioreront encore les performances de ces transformateurs, les rendant plus adaptés à l'environnement et plus intelligents. Alors que les réglementations environnementales se durcissent, l'isolation par mélange de gaz et les transformateurs passifs à faible puissance seront adoptés de manière plus large, poussant l'industrie de l'électricité vers un développement plus vert et durable.
J'espère que cet article vous aide à mieux comprendre les éléments essentiels de la sélection et de l'installation des transformateurs de tension AIS. Si vous avez des questions ou souhaitez partager vos propres expériences, n'hésitez pas à laisser un commentaire ou à m'envoyer un message. Apprenons ensemble et grandissons ensemble !
— James
