Qu'implique le test des transformateurs photovoltaïques
1. Spécificités et exigences de test des transformateurs photovoltaïques
En tant que technicien en systèmes d'énergie nouvelle, je reconnais les caractéristiques uniques de conception et d'application des transformateurs photovoltaïques : l'onduleur - la sortie AC contient de nombreuses harmoniques impaires d'ordre 5/7, avec une distorsion du courant harmonique au PCC atteignant 1,8% (une distorsion de tension plus élevée sous faible charge), provoquant un surchauffage des enroulements et un vieillissement accéléré de l'isolation. Les systèmes photovoltaïques utilisent un système de mise à la terre TN - S, nécessitant une sortie N - phase fiable du côté secondaire pour éviter les courts-circuits. Sur le plan environnemental, ils doivent résister à une chaleur de 60°C dans le désert, aux embruns salins côtiers et aux interférences électromagnétiques industrielles.
Ces spécificités dictent l'unicité des tests : outre les tests conventionnels de résistance DC, de rapport de tension, d'isolation et de tension de tenue, ajoutez la détection des harmoniques (Fluke F435 pour le THD), la surveillance de l'élévation de température (imagerie infrarouge), les contrôles du système de mise à la terre (méthode à quatre bornes pour une résistance de contact ≤0,1Ω) et le test d'impédance en court-circuit. L'objectif principal est de garantir un fonctionnement sûr dans les environnements électroniques de puissance tout en prévenant les risques liés aux harmoniques, thermiques et de mise à la terre.
2. Éléments de test conventionnels et sélection d'outils pour les transformateurs photovoltaïques
2.1 Test de résistance DC
Ce test clé identifie les courts-circuits entre spires ou les connexions lâches dans les enroulements. La méthode à quatre bornes est utilisée pour éliminer les interférences de résistance de ligne, avec des procédures incluant la décharge après coupure de courant, le nettoyage des enroulements, la mesure de la température, la sélection du courant (1A/10A) et la correction de température. Le testeur de résistance DC ZSCZ - 8900 (précision : 0,2%±2μΩ, résolution : 0,1μΩ) répond aux exigences de haute précision. Les valeurs mesurées doivent être comparées aux normes/données historiques ; des écarts significatifs peuvent indiquer des défauts - comme dans un cas où un mauvais contact d'enroulement a été détecté par le biais du test de résistance DC et réparé ultérieurement.
2.2 Test de rapport de tension
Ce test vérifie si les rapports de tours d'enroulement correspondent aux spécifications de conception pour assurer une sortie de tension stable sous charge. La méthode à double voltmètre calcule les rapports en mesurant les tensions primaire et secondaire sous conditions sans charge, tandis que la méthode du pont de rapport de tension offre une précision supérieure. Par exemple, un déséquilibre de tension dans la sortie basse tension d'un transformateur 800V/400V, causé par un circuit ouvert côté haute tension, a été identifié par le biais du test de rapport de tension.
2.3 Test de performance d'isolation
2.4 Test d'impédance en court-circuit
La méthode volt-ampère évalue la tolérance au court-circuit : un côté est court-circuité, et une tension de test est appliquée à l'autre côté pour faire passer le courant nominal à travers les enroulements, mesuré par un testeur d'impédance CS - 8. Un changement >±2% par rapport à la valeur d'usine peut indiquer une déformation des enroulements. Note : le courant de test doit être contrôlé à 0,5% - 1% du courant nominal pour éviter la distorsion de la forme d'onde.
2.5 Test d'élévation de température
Après un fonctionnement à pleine charge, mesurez les températures des enroulements, du noyau et du boîtier à l'aide de thermomètres ou de thermomètres infrarouges. Les élévations de température doivent être ≤60K pour les transformateurs immergés dans l'huile et ≤75K pour les transformateurs à sec. Un transformateur à sec opérant dans un environnement de 60°C qui a maintenu une élévation de température inférieure à 65K a prolongé sa durée de vie de manière efficace.
2.6 Test du système de mise à la terre
La méthode à quatre bornes mesure la continuité de la mise à la terre pour éviter les erreurs de jugement de la méthode à deux bornes. Les pannes courantes comprennent des connexions rouillées ou une utilisation incorrecte de rondelles en plastique, nécessitant des inspections régulières. Les testeurs de résistance de mise à la terre à quatre bornes assurent que les mesures respectent la norme de 0,1Ω.
2.7 Détection des harmoniques
Un test unique pour les systèmes photovoltaïques, utilisant un Fluke F435 au PCC pour détecter les harmoniques jusqu'à l'ordre 50 (en se concentrant sur les ordres 5/7). Les résultats doivent être conformes à la norme GB/T 14549 - 93, fournissant des données pour l'optimisation de l'équipement.
3. Procédures de test sur site et spécifications de sécurité pour les transformateurs photovoltaïques
3.1 Préparation avant le test
Élaborez des plans détaillés spécifiant les informations du projet, les éléments de test et les listes d'équipements (y compris des analyseurs de puissance de haute précision, des testeurs de qualité de puissance, des caméras thermiques infrarouges, etc.). Vérifiez l'intégrité de l'équipement et la tension d'alimentation (220V±10%), et surveillez les conditions environnementales - telles que l'irradiance ≥700W/m², la variation d'irradiance <2% au cours des 5 minutes précédentes, absence de vents forts ou de nuages - pour assurer la précision des tests.
3.2 Inspection des connexions électriques
Utilisez un volt-ampèremètre de phase pour vérifier que la polarité de la sortie de l'onduleur correspond au terminal primaire correspondant du transformateur, évitant ainsi les pertes par courants circulants. Inspectez les connexions des câbles pour leur serrage. Pour les transformateurs immergés dans l'huile, vérifiez le niveau et la couleur de l'huile ; pour les transformateurs à sec, vérifiez que les ventilateurs de refroidissement fonctionnent normalement.
3.3 Test de résistance d'isolation
Avec l'alimentation coupée, utilisez un mégohmmètre pour tester les enroulements haute/basse tension et la mise à la terre, enregistrant les valeurs stables après 1 minute. Une chute soudaine de la résistance indique des problèmes d'isolation. Des rapports de test détaillés doivent être compilés après le test.
3.4 Test de tension de tenue AC
Connectez la sortie de l'appareil de tension de tenue aux points de test, définissez les paramètres à 2× la tension nominale, augmentez progressivement la tension tout en surveillant toute rupture, et maintenez-la pendant 60 minutes avant de réduire la tension.
3.5 Test de charge
Mesurez la tension, le courant et la puissance de sortie sous charge maximale pour calculer l'efficacité et le taux de régulation de tension, tout en surveillant l'élévation de température. Augmentez progressivement le courant de charge et enregistrez les changements de paramètres pour analyse.
3.6 Test d'impédance en court-circuit
Appliquez une tension au côté haute tension avec le côté basse tension court-circuité (utilisez des fils de section suffisante). Contrôlez le courant de test à 0,5% - 1% de la valeur nominale et corrigez les résultats pour la température (75°C pour les transformateurs immergés dans l'huile, 120°C pour les transformateurs à sec) pour éviter de mal interpréter la déformation des enroulements.
3.7 Détection des harmoniques
Utilisez un analyseur de qualité de puissance au PCC pour surveiller le contenu harmonique d'ordre impair et calculer le THD, assurant la conformité aux normes nationales pour un fonctionnement sûr dans des environnements harmoniques.
