Quels sont les tests de routine pour les transformateurs de tension extérieurs

1. Introduction

Les transformateurs de tension extérieurs sont des équipements clés pour assurer la sécurité des appareils électriques. Une analyse de test scientifique et complète est nécessaire pour éviter les dangers et les pertes de biens causés par une mauvaise manipulation. L'analyse des tests peut guider l'élaboration des stratégies d'exploitation et des précautions, assurer le fonctionnement stable des équipements et maximiser les bénéfices économiques et sociaux.

2. Concept des Transformateurs de Tension Extérieurs

Un transformateur de tension extérieur est essentiellement un transformateur de tension extérieur à réduction, avec la fonction principale d'isoler l'électricité à haute tension :

• Convertir l'électricité à haute tension en une tension secondaire de 100V ou moins, proportionnellement, pour répondre aux besoins des instruments de mesure et de la protection par relais.

• Utilisé pour le contrôle/supervision de la sortie de ligne dans les centrales électriques et les postes de transformation, ainsi que pour le règlement de l'électricité entre le réseau électrique et les utilisateurs, et entre les centrales électriques et les stations. Il a une grande valeur et applicabilité et doit être utilisé de manière raisonnable pour maximiser sa valeur.

2.1 Méthodes de Test et Principes de Fonctionnement

La méthode de connexion inverse est souvent utilisée pour tester les transformateurs de tension extérieurs. La méthode de connexion inverse détecte la tangente de l'angle de perte diélectrique de l'isolation des trois parties suivantes :

• Isolation entre l'écran électrostatique primaire (borne X) et les enroulements secondaires et tertiaires.

• Isolation entre l'enroulement primaire et les extrémités des enroulements secondaires et tertiaires.

• Isolation entre le support isolant et la terre.

2.2 Analyse des Défauts de la Méthode de Connexion Inverse

La méthode de connexion inverse présente trois défauts :

• Limitation de Mesure : Elle reflète principalement la tangente de l'angle de perte diélectrique de l'isolation entre l'écran électrostatique primaire et les enroulements secondaires et tertiaires. Comme la capacité de cette partie atteint 1000pF, bien plus importante que celle des deux autres parties (dizaines de picofarads), il est difficile de refléter le changement de l'angle de perte diélectrique des deux dernières parties.

• Basse Tension de Test : Le niveau d'isolation de l'extrémité de mise à la terre de l'enroulement à haute tension du transformateur de tension en cascade est faible. La tension de test conçue par le fabricant est de 2000V, et généralement, seule 1600V peut être appliquée lors des tests préventifs (certains unités ont utilisé 2500 - 3000V. Bien qu'elle puisse détecter l'intrusion d'eau et l'humidité, la tension globale est relativement faible, ce qui affecte la sensibilité de mesure du pont).

• Interférence de Pollution : La pollution de la plaque terminale et de la petite gaine en porcelaine menant au terminal X augmentera l'erreur de mesure. Bien que la méthode de connexion directe puisse être utilisée pour réduire l'impact (la méthode de connexion directe mesure également la tangente de l'angle de perte diélectrique entre l'écran électrostatique primaire et les enroulements secondaires et tertiaires), l'erreur de mesure de la méthode de connexion directe elle-même reste importante.

Pour être précis, les transformateurs de tension et les transformateurs de puissance ont à peu près le même principe de fonctionnement. Leur structure de base se compose de trois parties : le noyau, l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire. La fonction principale d'un transformateur de puissance est de transmettre l'énergie électrique, il a donc généralement une grande capacité. Un transformateur de tension a principalement pour fonction de transformer la tension, garantissant l'alimentation en électricité des instruments de mesure et des dispositifs de protection par relais, et mesurant la tension, la puissance et l'énergie électrique dans les circuits. Il convient de noter que les transformateurs de tension peuvent également analyser et surveiller les pannes de ligne. Ces facteurs déterminent que les transformateurs de tension extérieurs ont des capacités relativement petites. Normalement, les transformateurs de tension extérieurs fonctionnent sous conditions de charge nulle. Le diagramme d'analyse du principe de fonctionnement du transformateur de tension est montré à la Figure 1.

Comme on le voit sur le schéma, l'enroulement à haute tension d'un transformateur de tension est parallèle aux autres circuits pertinents dans le circuit primaire. La tension secondaire est proportionnelle à la tension primaire et en reflète sa valeur. Le rapport des tensions nominales des enroulements primaire et secondaire est le rapport de transformation nominal, généralement K_n = U₁/U₂. De plus, l'enroulement primaire est parallèle dans le circuit primaire, donc le côté secondaire ne peut pas être court-circuité — un court-circuit générerait un courant intense, endommageant le transformateur et paralysant la ligne dans les cas graves. De même, lors des tests de transformateurs de tension extérieurs, pour éviter des tensions trop hautes ou basses, reliez l'enroulement secondaire, le noyau et le boîtier à la terre. Cela assure que le transformateur et l'équipement extérieur restent en sécurité même en cas d'accident.

3. Classification des Transformateurs de Tension Extérieurs

• Classifiés selon le principe de fonctionnement des transformateurs de tension : transformateurs de tension électromagnétiques et transformateurs de tension capacitifs.

• Classifiés selon les caractéristiques des conditions de travail spécifiques en extérieur : transformateurs de tension extérieurs conventionnels et transformateurs de tension extérieurs spéciaux.

• Classifiés selon le nombre de phases des transformateurs de tension : type monophasé et type triphasé. Généralement, un transformateur de tension monophasé fait référence à celui qui peut être fabriqué pour n'importe quel niveau de tension et peut effectuer la conversion selon les besoins sous différentes conditions pour assurer tous les changements nécessaires ; tandis qu'un transformateur de tension triphasé est limité aux niveaux de tension de 10 kV et en dessous. Bien que ce type de transformateur de tension ait certaines limitations dans une large mesure, il est relativement adapté pour jouer sa valeur et son rôle dans des situations spécifiques.

• Classifiés selon le nombre d'enroulements des transformateurs de tension : type combiné à double enroulement et type combiné à triple enroulement.

• Classifiés selon la structure d'isolation : type sec, type moulé en plastique, type rempli de gaz et type immergé dans l'huile. Bien sûr, quant au type de transformateur de tension extérieur à utiliser, il est nécessaire de prendre pleinement en compte l'environnement de travail et les caractéristiques réelles de l'ensemble du transformateur de tension pour une analyse spécifique.

4. Analyse des Modes de Connexion des Transformateurs de Tension Extérieurs lors des Tests Réguliers

Dans l'ensemble du test des transformateurs de tension extérieurs, le mode de connexion est un maillon relativement clé et important de l'ensemble du transformateur de tension, et nous devons l'analyser pour assurer la sécurité et la stabilité de l'ensemble du test.

4.1 Connexion Monofilamentaire

C'est un mode de connexion qui utilise un transformateur de tension monophasé pour mesurer la tension d'une certaine phase à la terre ou la tension entre les phases. Le mode de connexion de ce transformateur de tension est principalement utilisé pour des circuits triphasés relativement symétriques.

4.2 Mode de Connexion V - V

Le mode de connexion V - V fait référence à la connexion de deux transformateurs monophasés en une structure incomplète. Ce mode de connexion peut être utilisé pour mieux mesurer la tension entre les phases, mais il a aussi un inconvénient, c'est qu'il ne peut pas mesurer la tension à la terre. Plus remarquablement, il est largement utilisé dans les réseaux électriques où la tension est de 20 kV et en dessous, où le point neutre n'est pas mis à la terre ou est mis à la terre par un bobinage d'extinction d'arc.

4.3 Connexion Y0 - Y0

Ce mode de connexion relie principalement les côtés primaire et secondaire du transformateur monophasé d'un seul transformateur de tension en type Y0. Ce mode de connexion a un grand avantage, c'est qu'il peut alimenter en électricité les compteurs et relais qui nécessitent de la tension et les compteurs de surveillance d'isolation qui nécessitent une tension de phase. Généralement, ce mode de connexion n'est utilisé que dans les systèmes de 35 kV et en dessous.

5. Analyse des Précautions lors des Tests Réguliers des Transformateurs de Tension Extérieurs

• Au cours du processus de test, avant le test formel du transformateur de tension, un traitement et un test scientifiques de la polarité et de la mesure de la résistance d'isolation du transformateur de tension sont nécessaires. Cela vise à s'assurer que le transformateur de tension ne subira pas de pertes inutiles dues à des facteurs externes pendant le test.

• La connexion du transformateur de tension extérieur doit être correcte. En particulier, il convient de noter que l'enroulement primaire et le circuit à tester doivent être connectés en parallèle, et l'enroulement secondaire et les bobines de tension des instruments de mesure et des dispositifs de protection par relais connectés doivent être connectés en parallèle. Il convient également de noter que la correction de la polarité doit être assurée simultanément.

• Lors du test, la charge sur le côté secondaire du transformateur de tension ne doit pas dépasser sa capacité nominale spécifiée dans des conditions normales. Si elle dépasse, cela entraînera une grande erreur de données de l'ensemble du transformateur, et les valeurs normales requises ne pourront pas être obtenues.

• Le côté secondaire du transformateur de tension ne doit pas être court-circuité. Cela est dû au fait que l'impédance interne du transformateur de tension est très faible. Si le circuit est court-circuité, un grand courant sera généré, ce qui causera de grands dommages à l'ensemble de l'équipement du transformateur de tension. Dans les cas graves, cela peut même menacer la sécurité personnelle du personnel de test. De plus, si possible, certains équipements de protection et de surveillance devraient être installés sur le côté primaire pour assurer la stabilité de l'ensemble du système de test et éviter des situations inutiles.

• Pour mieux assurer la mesure des tests pertinents et la sécurité du personnel expérimental, l'enroulement secondaire doit être mis à la terre en un point pendant l'expérience. L'avantage de cela est que, même en cas de dommage à l'isolation, il peut bien assurer la sécurité des biens et des personnes.

6. Conclusion

Grâce à l'analyse des tests des transformateurs de tension extérieurs, des méthodes de test et des précautions relativement complètes et scientifiques sont élaborées. Assurer véritablement le bon déroulement de l'ensemble du test, protéger la sécurité des équipements et du personnel, et fournir une base fiable pour l'application des transformateurs de tension extérieurs dans le domaine de l'approvisionnement en électricité pour maximiser leur valeur.