Éléments Clés à Considérer dans la Spécification des Transformateurs

En tant que professionnel impliqué dans l'élaboration de spécifications techniques pour les transformateurs de puissance, je reconnais que la définition de ces spécifications est une étape cruciale pour garantir la fiabilité, l'efficacité et la conformité aux normes internationales comme l'IEC 60076. Une spécification complète doit clairement détailler tous les paramètres pour éviter les inefficacités opérationnelles, les divergences techniques et les pannes potentielles. Ci-dessous, de mon point de vue professionnel, se trouvent les considérations essentielles dans l'élaboration des spécifications et la sélection des paramètres clés.

I. Détermination de la puissance nominale et des niveaux de tension

Définir avec précision la puissance nominale et les niveaux de tension est fondamental dans le développement des spécifications. Nous devons fixer une puissance nominale appropriée (en MVA ou kVA) en fonction des besoins réels pour s'assurer que le transformateur peut supporter la charge attendue sans pertes excessives ni surchauffe. Parallèlement, nous définissons clairement les niveaux de tension primaire et secondaire pour répondre aux besoins du système, et spécifions le scénario d'application du transformateur (transmission, distribution ou industriel) pour s'assurer que la tension nominale est conforme à la conception du système.

II. Contrôle de l'isolation et des performances diélectriques

Le niveau d'isolation et la résistance diélectrique ont un impact direct sur la capacité du transformateur à résister aux surtensions, aux transitoires de commutation et aux impulsions de foudre. Nous concevons strictement la coordination de l'isolation en fonction de la tension maximale de l'équipement (Um) et des exigences de base de l'isolation (BIL) pour assurer un fonctionnement sûr dans les conditions de réseau prévues. Dans le choix des matériaux et la définition des paramètres, nous sélectionnons rationnellement les matériaux d'isolation et déterminons la résistance diélectrique pour prévenir les pannes d'isolation et prolonger la durée de vie de l'équipement.

III. Définition des méthodes de refroidissement et des limites de montée en température

Définir les méthodes de refroidissement et les limites de montée en température est essentiel pour assurer un fonctionnement sécurisé du transformateur. Les méthodes de refroidissement courantes incluent ONAN, ONAF, OFAF et OFWF. Nous sélectionnons une méthode de refroidissement appropriée pour le transformateur en fonction de la charge et des conditions environnementales, et spécifions les limites de montée en température correspondantes.

IV. Garantie des performances en court-circuit et mécaniques

La robustesse en court-circuit et la solidité mécanique déterminent la fiabilité du transformateur lors de défauts électriques. Nous réglons précisément l'impédance en court-circuit pour réguler les courants de défaut et maintenir la stabilité du système, tout en veillant à ce que les enroulements et le noyau du transformateur soient structurellement robustes pour résister aux fortes contraintes mécaniques lors de défauts, évitant ainsi des dommages structurels et fonctionnels.

V. Clarification des paramètres d'efficacité et de pertes

L'efficacité et les pertes sont des facteurs clés dans la sélection du transformateur. Nous couvrons de manière exhaustive les pertes à vide, les pertes de charge et l'efficacité globale sous différentes conditions de charge dans la spécification. En tenant compte du fonctionnement continu du transformateur, nous optimisons les paramètres pour réduire les pertes d'énergie, maîtriser les coûts sur le cycle de vie et équilibrer l'investissement initial avec l'efficacité énergétique.

VI. Conception de la régulation de tension et des dispositions de prises de tension

Pour permettre au transformateur de s'adapter aux fluctuations du réseau, nous spécifions précisément la régulation de tension et les dispositions de prises de tension. Nous définissons l'utilisation de changements de prise sous charge (OLTC) ou hors charge (DETC), et détaillons le nombre de pas de prise, la plage de réglage de la tension et le type de changeur de prise pour assurer la stabilité de la tension.

VII. Adaptation aux conditions environnementales et du site

Lors de l'élaboration des spécifications, nous prenons soin de tenir compte des conditions environnementales et spécifiques du site, telles que l'altitude d'installation, la température, l'humidité, les niveaux de pollution et l'activité sismique - des facteurs qui ont un impact direct sur la conception et le fonctionnement du transformateur. Pour les applications extrêmes, nous ajoutons des exigences de conception spéciales, telles que des ajustements d'isolation pour haute altitude, des matériaux résistants à la corrosion ou des systèmes de refroidissement améliorés.

VIII. Standardisation des informations de la plaque signalétique et d'exploitation et maintenance

Les spécifications doivent inclure des informations détaillées sur la plaque signalétique, couvrant le type de transformateur, la puissance nominale, les paramètres de tension, les symboles de connexion, la méthode de refroidissement, la classe d'isolation, l'impédance et les détails du fabricant, pour soutenir l'identification, l'exploitation et la maintenance de l'équipement. Par ailleurs, nous clarifions les procédures de transport et d'installation (y compris les limites de poids, les dispositifs de levage et les exigences de stockage), ainsi que les directives pour la maintenance préventive, l'analyse d'huile et les inspections périodiques pour assurer la fiabilité à long terme.

IX. Sélection des tensions et puissances du système selon l'IEC 60076

La sélection des tensions et puissances du système est centrale dans l'élaboration des spécifications. Cela affecte directement la capacité du transformateur à gérer les charges, les fluctuations de tension et l'efficacité/fiabilité dans le réseau, nécessitant une stricte conformité à l'IEC 60076.

(I) Sélection des tensions nominales

En combinant la tension du système et les exigences d'exploitation du réseau, nous sélectionnons la tension nominale du transformateur (Ur) selon l'IEC 60076-1 pour correspondre à la tension maximale du système, assurant la coordination de l'isolation et la résistance diélectrique. Nous définissons la tension maximale de l'équipement (Um) pour s'assurer que le système d'isolation est adapté et empêche la rupture diélectrique ; déterminons la tension nominale de chaque enroulement en référence aux valeurs préférentielles standard pour améliorer la compatibilité avec les équipements du réseau ; et sélectionnons le rapport de tension pour répondre aux besoins de transformation de la tension du système (par exemple, 132/11 kV pour la conversion de la tension de transmission à la distribution). De plus, selon l'IEC 60076-3, nous prenons en compte l'impact de la tension du système sur la coordination de l'isolation, configurant une isolation plus robuste pour les transformateurs fonctionnant à des tensions plus élevées pour résister aux surtensions de foudre et de commutation.

(II) Sélection des puissances nominales

Selon l'IEC 60076, la puissance nominale du transformateur (Sr, en MVA ou kVA) est déterminée en intégrant les exigences du système, les conditions de charge et l'efficacité. Nous clarifions la répartition de la puissance nominale (les deux enroulements d'un transformateur à deux enroulements ont la même puissance nominale, tandis que les transformateurs à plusieurs enroulements peuvent avoir des puissances nominales différentes pour chaque enroulement) ; prenons en compte les cycles de charge (normaux, d'urgence et de surcharge à court terme) ; et corrélons les méthodes de refroidissement avec les puissances nominales (par exemple, des puissances différentes pour les refroidissements ONAN et ONAF) pour assurer un fonctionnement sûr dans les limites de montée en température spécifiées.

(III) Facteurs influençant la sélection des paramètres

La configuration et la stabilité du réseau, la croissance et l'expansion de la charge, les besoins de régulation de tension et de prises de tension, et les considérations de court-circuit influencent tous la sélection des tensions et puissances nominales. Nous nous assurons que le transformateur s'adapte à la tension du réseau et à la capacité de résistance aux courts-circuits ; réservons une capacité pour la croissance de la charge pour éviter la surcharge ; configurons les changeurs de prise selon les besoins pour maintenir la stabilité de la tension ; et sélectionnons rationnellement l'impédance en court-circuit pour limiter les courants de défaut et assurer la stabilité de la tension, en suivant les exigences de l'IEC 60076-5 pour la capacité de résistance aux courts-circuits.