Les principaux points de risque dans l'exploitation des transformateurs sont :
Les surtensions de commutation qui peuvent se produire lors de la mise sous tension ou hors tension des transformateurs à vide, mettant en danger l'isolation du transformateur ;
L'augmentation de la tension à vide dans les transformateurs, qui peut endommager l'isolation du transformateur.
1. Mesures préventives contre les surtensions de commutation lors de la commutation des transformateurs à vide
Le raccordement au neutre du transformateur est principalement destiné à prévenir les surtensions de commutation. Dans les systèmes de grande puissance à la terre de 110 kV et plus, certains neutres de transformateurs ne sont pas mis à la terre pour limiter les courants de défaut monophasés. Autrement dit, le nombre et l'emplacement des neutres de transformateurs mis à la terre dans le réseau sont déterminés par des considérations globales, y compris la sécurité de l'isolation du transformateur, la réduction du courant de court-circuit et le fonctionnement fiable de la protection par relais.
Lors de la commutation des transformateurs à vide ou des opérations de séparation/parallélisation du système, le raccordement au neutre du transformateur peut empêcher les accidents causés par la surtension de transfert capacitif ou la surtension de fréquence industrielle hors phase qui pourraient résulter d'une opération asynchrone triphasée ou d'une interruption asymétrique de l'interrupteur. Par conséquent, la prévention des dangers causés par les surtensions de commutation lors des opérations de transformateurs à vide devrait se concentrer sur le bon fonctionnement de l'interrupteur de raccordement au neutre du transformateur.
Le fonctionnement de l'interrupteur de raccordement au neutre du transformateur doit suivre les principes suivants :
(1) Lorsque plusieurs transformateurs fonctionnent en parallèle sur différents bus, au moins un point neutre de chaque bus doit être directement mis à la terre pour éviter qu'un bus ne devienne un système non mis à la terre si l'interrupteur de liaison du bus s'ouvre.
(2) Si le côté basse tension du transformateur a une source d'alimentation, le point neutre du transformateur doit être directement mis à la terre pour éviter que l'interrupteur côté haute tension ne saute, laissant le transformateur comme un système non mis à la terre (neutre isolé).
(3) Lorsque plusieurs transformateurs fonctionnent en parallèle, normalement, seul un point neutre de transformateur est autorisé à être directement mis à la terre. Lors des opérations de commutation des transformateurs, le nombre original de points neutres directement mis à la terre doit toujours être maintenu. Par exemple, si deux transformateurs fonctionnent en parallèle - avec le neutre du transformateur n°1 directement mis à la terre et le neutre du transformateur n°2 mis à la terre via un gap - avant d'arrêter le transformateur n°1, l'interrupteur de raccordement au neutre du transformateur n°2 doit d'abord être fermé. De même, uniquement après que le transformateur n°1 (avec son neutre directement mis à la terre) ait été ré-énergisé avec succès, l'interrupteur de raccordement au neutre du transformateur n°2 peut être ouvert.
(4) Avant de désénergiser ou d'énergiser un transformateur, pour éviter les surtensions causées par une opération asynchrone triphasée ou une fermeture incomplète de phase de l'interrupteur, le point neutre du transformateur doit être directement mis à la terre avant l'opération. Après l'énergisation, la méthode de raccordement au neutre doit être ajustée selon le mode de fonctionnement normal, et les paramètres de protection du neutre du transformateur doivent être modifiés en conséquence en fonction de sa configuration de raccordement à la terre.
2. Mesures préventives contre l'augmentation de la tension à vide dans les transformateurs
Les dispatcheurs doivent prendre des mesures lors des commandes opérationnelles pour éviter l'augmentation de la tension à vide dans les transformateurs - par exemple, en énergisant des inductances, en opérant des condensateurs synchrone avec des charges inductives, ou en ajustant les changeurs de rapports sous charge (OLTC) pour abaisser la tension côté réception. De plus, la tension côté émission peut également être réduite de manière appropriée. Si le côté émission est une centrale électrique alimentant uniquement une seule sous-station, la tension de la centrale peut être significativement abaissée en fonction des exigences de l'équipement. Si la centrale électrique alimente également d'autres charges, dans la mesure du possible, la barre de la centrale peut être divisée afin que certaines sources de production puissent ajuster la tension indépendamment en fonction des exigences de l'équipement.
