Principales causes de la panne du transformateur de distribution H59

1. Surcharge

Premièrement, avec l'amélioration du niveau de vie des gens, la consommation d'électricité a augmenté rapidement. Les transformateurs de distribution H59 d'origine ont une capacité réduite—“un petit cheval tirant une grande charrette”—et ne peuvent pas répondre aux besoins des utilisateurs, ce qui entraîne le fonctionnement des transformateurs en surcharge. Deuxièmement, les variations saisonnières et les conditions météorologiques extrêmes conduisent à une demande d'électricité maximale, provoquant ainsi une surcharge supplémentaire des transformateurs de distribution H59.

En raison d'un fonctionnement en surcharge à long terme, les composants internes, les enroulements et l'isolation à l'huile vieillissent prématurément. La charge des transformateurs est largement saisonnière et dépendante du temps—surtout dans les zones rurales pendant les saisons agricoles intenses, où les transformateurs fonctionnent à pleine ou en surcharge, tandis qu'ils fonctionnent sous faible charge la nuit. Cela entraîne une variation importante de la courbe de charge, avec des températures de fonctionnement atteignant plus de 80 °C au pic et tombant jusqu'à 10 °C au minimum.

De plus, les inspections des transformateurs ruraux montrent que chaque transformateur accumule en moyenne plus de 100 grammes d'humidité au fond. Cette humidité pénètre par l'action de respiration de l'huile de transformateur lors de l'expansion thermique et se précipite hors de l'huile. En outre, un niveau d'huile insuffisant abaisse la surface de l'huile, augmentant la surface de contact entre l'huile isolante et l'air, ce qui accélère l'absorption d'humidité atmosphérique. Cela réduit la force d'isolation interne, et une fois que l'isolation tombe en dessous d'un seuil critique, des pannes internes et des courts-circuits se produisent.

2. Remplissage non autorisé d'huile sur les transformateurs de distribution H59

Un électricien a ajouté de l'huile à un transformateur de distribution H59 alors qu'il était sous tension. Une heure plus tard, le fusible à chute de tension haute a sauté sur deux phases, accompagné d'une légère projection d'huile. L'inspection sur place a confirmé la nécessité d'une réparation majeure. Les principales causes de la combustion du transformateur étaient :

• L'huile de transformateur nouvellement ajoutée n'était pas compatible avec l'huile existante dans le réservoir. Les huiles de transformateur ont différentes formulations de base, et le mélange de différents types est généralement interdit.

• L'huile a été ajoutée sans déconnecter le transformateur. Le mélange d'huile chaude et froide a accéléré la circulation interne, remuant l'humidité du fond et la distribuant dans les enroulements haute et basse tension, réduisant l'isolation et provoquant une panne.

• Une huile de transformateur de qualité inférieure a été utilisée.

3. Compensation de puissance réactive inappropriée causant une surtension résonnante

Pour réduire les pertes de ligne et améliorer l'utilisation des équipements, les réglementations recommandent d'installer des dispositifs de compensation de puissance réactive sur les transformateurs de distribution H59 d'une puissance supérieure à 100 kVA. Cependant, si la compensation est mal configurée—de telle sorte que la réactance capacitive totale égale la réactance inductive totale dans le circuit—une ferro-résonance peut se produire dans la ligne et les équipements connectés, entraînant une surtension et une surintensité qui peuvent brûler le transformateur H59 et d'autres équipements électriques.

4. Surtension résonnante du système

Dans les réseaux de distribution ruraux de 10 kV, les lignes varient en longueur, en hauteur au-dessus du sol et en taille de conducteur. Associées à des commutations fréquentes de transformateurs H59, de machines à souder, de condensateurs et de charges importantes, les paramètres du système changent considérablement. De plus, un branchement intermittent monophasé dans un système neutre non mis à la terre de 10 kV peut déclencher une surtension résonnante. Lorsque cela se produit, les cas mineurs entraînent l'explosion des fusibles haute tension ; les cas graves provoquent la combustion du transformateur, et dans des cas rares, un flash ou une explosion des embases.

5. Surtension due à la foudre

Les transformateurs de distribution H59 doivent, selon les réglementations, être équipés de parafoudres qualifiés sur les côtés haute et basse tension pour atténuer les dommages causés par la foudre et les surtensions résonnantes aux enroulements et aux embases. Les causes courantes de dommages liés à la surtension comprennent :

• Installation ou test incorrects des parafoudres. Généralement, trois parafoudres partagent un seul point de mise à la terre. Au fil du temps, la corrosion due à l'exposition aux intempéries ou à un entretien médiocre peut rompre ou dégrader cette connexion de mise à la terre. Lors d'événements de foudre ou de surtension résonnante, une mise à la terre inadéquate empêche un décharge efficace vers la terre, entraînant une panne du transformateur.

• Sur-reliance sur l'assurance. De nombreux utilisateurs pensent que, puisque le transformateur est assuré, l'installation et le test des parafoudres sont inutiles—croyant que les assureurs couvriront les pannes. Cette mentalité a contribué de manière significative à l'endommagement généralisé des transformateurs au fil des ans.

• Insistance uniquement sur les parafoudres côté haute tension tout en négligeant le côté basse tension. Sans parafoudres côté basse tension, un coup de foudre sur le côté basse tension peut induire des surtensions inverses qui stressent l'enroulement haute tension et potentiellement endommagent l'enroulement basse tension également.

6. Court-circuit secondaire

Lorsqu'un court-circuit secondaire se produit, des courants de court-circuit plusieurs à des dizaines de fois supérieurs au courant nominal circulent sur le côté secondaire. Un courant correspondamment important circule également sur le côté primaire pour contrer l'effet démagnétisant du courant de défaut secondaire. Ces courants massifs :

• Génèrent un stress mécanique énorme à l'intérieur des enroulements, comprimant les bobines, détendant l'isolation principale et intercalaire, et provoquant des déformations ;

• Causer une augmentation rapide de la température dans les deux enroulements. Si les fusibles sont mal dimensionnés ou remplacés par du fil de cuivre ou d'aluminium, les enroulements peuvent brûler rapidement.

7. Mauvais contact au changeur de dérivation

• Des changeurs de dérivation de mauvaise qualité avec un design médiocre, une pression de ressort insuffisante ou un contact incomplet entre les contacts mobiles et fixes peut réduire la distance d'isolement entre les contacts mal alignés, entraînant des arcs, des courts-circuits et une combustion rapide des enroulements de dérivation ou de l'ensemble des bobines.

• Erreur humaine : Certains électriciens ne comprennent pas correctement les principes de changement de dérivation à vide. Après l'ajustement, les contacts peuvent ne s'engager que partiellement. De plus, le fonctionnement à long terme peut causer une contamination des contacts fixes, entraînant un mauvais contact, des arcs et finalement une panne du transformateur.

8. Port d'aération bouché
Les transformateurs de plus de 50 kVA sont généralement équipés d'un "régulateur de pression" installé sur le réservoir de conservateur. Le boîtier du régulateur est généralement un cylindre en verre transparent rempli d'un dessicant. Il est fragile pendant le transport, donc les fabricants expédient souvent les unités avec une petite plaque métallique carrée vissée sur le port du régulateur au lieu d'installer le véritable régulateur, pour prévenir l'intrusion d'humidité.

Lors de la mise en service, cette plaque métallique doit être retirée rapidement et remplacée par le régulateur fonctionnel. Sinon, la chaleur générée pendant le fonctionnement provoque une expansion de l'huile et une augmentation de la pression interne. Sans un régulateur fonctionnel, l'huile ne peut pas circuler correctement, la chaleur ne peut pas se dissiper, et les températures du noyau et des enroulements continuent à augmenter. L'isolation se dégrade continuellement jusqu'à ce que le transformateur finisse par brûler.

9. Autres problèmes
Les problèmes courants dans l'exploitation et la maintenance quotidiennes des transformateurs de distribution H59 incluent :

• Lors de la maintenance ou de l'installation, le serrage ou le desserrage de l'écrou de la tige conductrice peut provoquer la rotation de la tige, entraînant un contact entre les conducteurs de cuivre doux secondaires—causant des courts-circuits phase à phase ou la rupture des conducteurs d'enroulement primaire.

• Le fait de laisser tomber accidentellement des outils ou des objets lors des travaux sur le transformateur peut endommager les embases, causant des flashovers mineurs vers la terre ou des courts-circuits sévères.

• Après la maintenance, les tests ou le remplacement des câbles sur des transformateurs parallèles, l'échec de la vérification de la séquence de phase et la reconnexion aléatoire peuvent entraîner une phasage incorrect. Lors de la mise sous tension, de forts courants de circulation s'écoulent, brûlant le transformateur.

• Les boîtes de comptage anti-vol installées sur le côté basse tension souffrent souvent de contraintes d'espace et de mauvaise qualité de travail—certaines connexions sont simplement enveloppées de fil. Cela crée une forte résistance de contact aux bornes basse tension, entraînant une surchauffe et des arcs sous charge élevée, finissant par brûler les tiges conductrices.