Analyse et solutions pour le fonctionnement en surcharge des transformateurs de distribution

Raisons de la surcharge des transformateurs de distribution

Méthode de surveillance non rationnelle

Lors du fonctionnement d'un transformateur, pour assurer son fonctionnement en toute sécurité, la charge du transformateur est surveillée. Actuellement, une surveillance 24 heures sur 24 est principalement adoptée pour obtenir la charge moyenne du transformateur de distribution. Cependant, en raison des différentes demandes en appareils électriques à différents moments, ainsi que de la puissance et de la quantité différente d'équipements en fonctionnement dans les entreprises à différents moments, la charge du transformateur va varier.

Le système de surveillance existant a une faible capacité à surveiller la charge à différents moments, ce qui empêche les entreprises d'électricité d'avoir une compréhension approfondie de la charge du transformateur à différents moments. Lorsque la charge du transformateur est trop élevée, les entreprises d'électricité ne peuvent pas prendre des mesures pertinentes pour réduire la charge du transformateur, entraînant ainsi le fonctionnement en surcharge du transformateur de distribution.

La charge d'un seul transformateur est trop faible

Dans certaines zones, le personnel concerné commet des erreurs dans le calcul de la charge, et le choix non rationnel des transformateurs peut conduire à ce que les transformateurs de distribution soient toujours en état de fonctionnement en surcharge. Il existe principalement deux situations de fonctionnement en surcharge de la distribution d'énergie :

• L'une est le mode d'alimentation par un seul transformateur. Comme son nom l'indique, ce mode utilise un seul transformateur pour la distribution d'énergie. Dans ce mode de distribution, si le transformateur unique ne peut pas répondre aux exigences de charge, cela entraînera le fonctionnement en surcharge du transformateur. Cela ne garantit pas seulement la stabilité de la distribution d'énergie, mais provoque également facilement des accidents de sécurité.

• L'autre est le mode d'alimentation par plusieurs transformateurs. Actuellement, dans le domaine de la fourniture et de la distribution d'énergie, le mode d'exploitation de plusieurs transformateurs de distribution est principalement adopté pour assurer la stabilité du processus de distribution d'énergie. Cependant, de nombreuses entreprises d'électricité, afin de réduire les coûts, utilisent dans ce mode plusieurs transformateurs avec des charges individuelles relativement faibles. Après leur connexion, ils sont mis en service. Dans ce cas, lorsque l'un des transformateurs tombe en panne, cela entraînera que l'ensemble du système de transformateurs de distribution soit en état de fonctionnement en surcharge.

Le taux de croissance de la consommation d'énergie prévue est trop faible

Lors de la conception et du choix des transformateurs, il est nécessaire d'estimer le taux de croissance de la consommation d'énergie à l'avenir pour s'assurer que le transformateur de distribution puisse toujours fonctionner sous une charge normale tout au long de sa durée de vie. Le calcul du taux de croissance de la consommation d'énergie est une tâche majeure qui nécessite une connaissance relativement détaillée de la planification régionale et du taux de croissance de la population. Cependant, la Chine étant maintenant entrée dans une période de développement rapide, la consommation d'énergie dans chaque zone de distribution d'énergie a également connu une augmentation rapide. L'augmentation rapide de la consommation d'énergie est principalement causée par deux facteurs :

• L'un est l'augmentation du nombre d'appareils électriques à haute puissance. Avec l'amélioration du niveau de vie, de plus en plus de ménages achètent des appareils électriques à haute puissance, ce qui est complètement différent des anciennes habitudes de vie. Calculer et concevoir le taux de croissance de la consommation d'énergie sur la base des anciennes habitudes de vie conduira progressivement au fonctionnement en surcharge des transformateurs de distribution.

• L'autre est l'augmentation de la consommation d'énergie des entreprises. Actuellement, de nombreux transformateurs de distribution alimentent en énergie diverses entreprises. Cependant, dans la nouvelle ère, diverses entreprises augmentent leur capacité de production, ce qui augmente considérablement le taux de croissance de la consommation d'énergie et conduit au fonctionnement en surcharge des transformateurs.

Solutions pour le fonctionnement en surcharge des transformateurs de distribution

Fonctionnement en parallèle des transformateurs de distribution

L'une des raisons du fonctionnement en surcharge des transformateurs de distribution est la pression de travail excessive sur une seule ligne. Sur cette base, on devrait essayer de réaliser un fonctionnement en parallèle. Le fonctionnement indépendant de plusieurs lignes peut éviter le problème de pression de travail élevée sur une seule ligne. Pour le fonctionnement en parallèle des transformateurs de distribution, il faut tenir compte de facteurs tels que des rapports de tension nominale égaux, la même séquence de phase et des tensions comparables. De plus, la différence de capacité entre les transformateurs en parallèle ne doit pas être trop grande.

Généralement, il n'est pas recommandé que la capacité du plus grand transformateur dépasse trois fois celle du plus petit. Par exemple, pour un transformateur de distribution de 400KVA, dans des conditions normales, la pression de travail est toujours maintenue entre 70 - 80 %, mais pendant les périodes de pointe de consommation d'énergie, elle peut atteindre plus de 100 %, avec une puissance active atteignant 420KW et la charge la plus basse n'étant que de 18 %.

Dans ce cas, la ligne peut être reconstruite en un mode où un transformateur de 315KVA et un transformateur de 200KVA fonctionnent en parallèle. Lorsque le niveau de charge est faible, l'un d'eux est démarré pour fonctionner ; lorsque la pression de travail est trop élevée, les deux sont démarrés simultanément, permettant de répondre aux exigences de travail en état parallèle tout en réalisant un fonctionnement économique.

Fonctionnement en parallèle des transformateurs de distribution

L'une des raisons du fonctionnement en surcharge des transformateurs de distribution est que une seule ligne supporte une pression de travail excessive. Pour y remédier, un fonctionnement en parallèle peut être mis en œuvre. Le fonctionnement indépendant de plusieurs lignes aide à éviter le problème de forte pression sur une seule ligne. Lors du fonctionnement en parallèle des transformateurs de distribution, il faut tenir compte de facteurs tels que des rapports de tension nominale égaux, la même séquence de phase et des tensions comparables.

De plus, la différence de capacité entre les transformateurs connectés en parallèle ne doit pas être trop grande. Généralement, il n'est pas conseillé que la capacité du plus grand transformateur dépasse trois fois celle du plus petit. Par exemple, pour un transformateur de distribution de 400KVA, dans des conditions normales, la pression de travail reste entre 70 - 80 %, mais pendant les périodes de pointe de consommation d'énergie, elle peut même dépasser 100 %, avec une puissance active atteignant 420KW et la charge la plus basse n'étant que de 18 %.

Dans un tel cas, la ligne peut être réaménagée en un mode où un transformateur de 315KVA et un transformateur de 200KVA fonctionnent en parallèle. Lorsque le niveau de charge est faible, l'un d'eux est activé pour fonctionner ; lorsque la pression de travail est trop élevée, les deux sont activés simultanément, permettant de répondre aux exigences de travail en état parallèle et de réaliser un fonctionnement économique.

Augmentation de la capacité du transformateur

L'augmentation de la capacité du transformateur est une approche courante pour résoudre le problème du fonctionnement en surcharge du transformateur. Cette méthode nécessite une analyse et une enquête globales sur l'approvisionnement en énergie actuel dans diverses régions. Il est nécessaire de comprendre les changements de consommation d'électricité à différents moments, années, trimestres et mois, en particulier la consommation d'électricité de pointe.

Un modèle de valeur moyenne est établi sur la base de données régulières, et un modèle de valeur singulière est établi sur la base de la consommation d'électricité de pointe. En utilisant les valeurs maximales des paramètres de fonctionnement actuels du transformateur comme contraintes linéaires, plusieurs diagrammes de paramètres sont construits. Grâce à une analyse globale de tous les diagrammes de paramètres, une valeur standard d'approvisionnement en énergie et une valeur maximale d'approvisionnement en énergie peuvent être obtenues.

Ces valeurs sont ensuite associées aux paramètres de fonctionnement du transformateur existant. En prenant la valeur standard d'approvisionnement en énergie comme valeur minimale et la valeur maximale d'approvisionnement en énergie comme limite supérieure, les exigences de base pour l'augmentation de la capacité peuvent être déterminées.

Sur cette base, en recueillant les changements de consommation d'électricité locaux sur les 10 dernières années, en supposant que la consommation d'électricité moyenne a augmenté de 2 % au cours de ces 10 ans, une augmentation de capacité supplémentaire d'au moins 2 % au-dessus des exigences de base d'augmentation de la capacité est nécessaire pour répondre à la demande d'approvisionnement en énergie.

Application des transformateurs en surcharge

Pour mieux prévenir le fonctionnement en surcharge des transformateurs de distribution, l'application des transformateurs en surcharge nécessite également une attention particulière. Cela est dû au fait que les transformateurs en surcharge sont capables de fonctionner de manière continue pendant 6h, 3h et 1h respectivement sous des conditions de capacité nominale 1,5 fois, 1,75 fois et 2,0 fois. Cela fournit un soutien solide pour prévenir le fonctionnement en surcharge des transformateurs de distribution.

Par une analyse approfondie, il n'est pas difficile de constater que, par rapport aux transformateurs de distribution ordinaires, les transformateurs de distribution en surcharge doivent supporter des courants supérieurs au courant nominal, et les matériaux isolants utilisés répondent à la norme de résistance thermique à l'isolation de grade B ou supérieur.

Il convient de noter que, lors de l'application des transformateurs en surcharge, il faut prêter attention à leurs grades d'isolation. Les transformateurs en surcharge avec des isolations de grade B, A et F ont des caractéristiques différentes dans les applications pratiques, et il y a également des différences significatives en termes d'efficacité économique. Par exemple, le transformateur en surcharge S13-M(F)-100/10GZ adopte un type à noyau enroulé et un produit en surcharge avec isolation de grade F, ce qui rend son matériau d'isolation de grade F.

En effectuant des mesures telles que la mesure de la résistance d'isolement bobine-masse, la mesure du rapport de tension, la détermination de la marque du groupe de connexion, la mesure de la résistance de bobinage, les tests d'huile d'isolation, les tests de tenue aux surtensions externes, les tests de tenue aux surtensions induites, la mesure de l'impédance de court-circuit et des pertes de charge, la mesure du courant et des pertes à vide autour de ce modèle de transformateur en surcharge, on peut déterminer que le transformateur en surcharge S13-M(F)-100/10GZ répond à diverses exigences de spécification.

Et grâce à l'analyse des tests de capacité de charge et des tests de montée en température, on peut prouver davantage que ce modèle de transformateur en surcharge présente des avantages de performance. Par une analyse approfondie, il n'est pas difficile de constater que le transformateur en surcharge S13-M(F)-100/10GZ avec isolation de grade F a un coût inférieur, et il peut généralement répondre aux mêmes exigences de charge que les transformateurs de distribution conventionnels.

Comparé au transformateur en surcharge S13-M(A)-100/10GZ, la capacité nominale et les dimensions extérieures du transformateur en surcharge S13-M(F)-100/10GZ sont plus similaires à celles des produits de transformateurs de distribution conventionnels. L'isolation de grade F a une grande capacité anti-vieillissement et une température de résistance élevée, ce qui confère également au transformateur en surcharge S13-M(F)-100/10GZ des avantages significatifs en termes de stabilité à haute température, de propriétés mécaniques, de propriétés anti-vieillissement et de vitesse de montée de la tension de claquage lors des flashs AC. Ainsi, la durée de vie du transformateur de distribution est bien garantie.