Intégrité de l'isolation des transformateurs et tests de protection : garantir la fiabilité et les performances

Vérification de l'intégrité de l'isolation

Lorsqu'un transformateur neuf ou révisé est alimenté sous des conditions de circuit ouvert (sans charge), les surtensions de commutation - causées par des opérations telles que l'ouverture ou la fermeture du circuit du transformateur à vide - peuvent générer des surtensions. Ces surtensions atteignent 4,0 à 4,5 fois la tension de phase si le point neutre est isolé ou mis à la terre via une bobine de Petersen, et jusqu'à 3,0 fois la tension de phase lorsque le neutre est solidement mis à la terre. Le test d'impact à pleine tension et sans charge soumet délibérément l'isolation à ces surtensions de commutation avant la mise en service, mettant en évidence tout point faible dans les enroulements du transformateur ou les circuits auxiliaires.

Évaluation des performances de la protection différentielle

L'alimentation d'un transformateur déchargé et sans charge produit des courants de démarrage (aimantation) atteignant 6 à 8 fois le courant nominal. Bien que ce courant de démarrage diminue relativement rapidement - généralement à 0,25 à 0,5 fois le courant nominal en 0,5 à 1 seconde - la décroissance totale peut prendre plusieurs secondes pour les unités de petite à moyenne taille et 10 à 20 secondes pour les grands transformateurs. Les courants de démarrage initiaux peuvent déclencher à tort la protection différentielle, empêchant la fermeture. Des opérations de fermeture à vide répétées permettent aux ingénieurs de protection d'observer les formes d'onde de démarrage réelles, de vérifier le câblage des relais, les courbes caractéristiques et les paramètres, et de confirmer le bon fonctionnement de la protection différentielle dans des conditions de démarrage réelles.

Évaluation de la résistance mécanique

Les forces électromagnétiques importantes générées lors des transitoires de démarrage soumettent le noyau, les enroulements et les composants structurels du transformateur à un stress mécanique. Les tests de fermeture à vide répétés vérifient que toutes les structures internes et de soutien peuvent résister à ces forces sans déformation ni dommage.

Exigences de la procédure de test

• Nouveaux équipements : cinq opérations consécutives de fermeture à pleine tension et sans charge.

• Équipements révisés : trois opérations consécutives.

• Intervalle de test : au moins 5 minutes entre les opérations.

• Surveillance sur site : des techniciens qualifiés doivent observer le transformateur tout au long des tests, vérifiant les anomalies (bruits inhabituels, vibrations ou signes thermiques) et interrompant immédiatement en cas de détection de défauts.

Ces multiples tests d'impact garantissent la fiabilité de l'isolation, la coordination de la protection et la robustesse mécanique du transformateur avant sa mise en service continue.