Les « cinq sens » et les « nerfs » d'un transformateur immergé dans l'huile

Dans le grand schéma du système électrique, les transformateurs immergés dans l’huile agissent comme un « cœur » stable et puissant, convertissant et transmettant continuellement l’énergie. Cependant, la force et l'intelligence de ce « cœur » reposent non seulement sur la conception parfaite de son noyau et de ses enroulements, mais également sur le système crucial de composants qui l'entourent, chacun remplissant sa propre fonction. Ces composants constituent les sens, l'armure et le centre de contrôle du transformateur, travaillant ensemble pour garantir des décennies de fonctionnement sûr, efficace et intelligent. Cet article analyse systématiquement les composants clés des transformateurs immergés dans l'huile, révélant les rôles vitaux de ces « héros méconnus ».

I. Système de protection de sécurité : le « moniteur de signes vitaux » et le « système immunitaire » du transformateur

La sécurité est la priorité absolue lors du fonctionnement d’un transformateur. Les composants associés forment un système de protection à plusieurs niveaux.

1. Conservateur (réservoir d'huile) et reniflard

• Fonction : Le conservateur agit comme le « poumon respiratoire » du transformateur, équilibrant les changements de volume d'huile causés par les fluctuations de température pour garantir que le réservoir principal est toujours plein, empêchant ainsi la pénétration d'air et d'humidité. Le reniflard (ou reniflard déshydratant) est son « filtre à air » ; le gel de silice à l'intérieur absorbe l'humidité de l'air, gardant l'environnement interne sec.

• Evolution : Les conservateurs modernes de type diaphragme ou vessie isolent complètement l'huile de l'air, empêchant fondamentalement l'oxydation de l'huile et la pénétration d'humidité.

2. Relais Buchholz et dispositif de décompression

• Fonction : Ce sont les principaux « fusibles de sécurité » du transformateur. Le relais Buchholz (relais de gaz), installé sur le tuyau entre le conservateur et le réservoir principal, détecte avec sensibilité la génération de gaz mineurs (indiquant des défauts potentiels) ou un écoulement soudain d'huile (par exemple, dû à un défaut interne grave), déclenchant des alarmes ou des signaux de déclenchement. Le dispositif de décompression est le dernier orifice de décompression, s'ouvrant rapidement lors d'une forte poussée de pression interne pour empêcher la rupture du réservoir.

3. Relais de pression soudaine

• Fonction : Comparé au relais Buchholz, il réagit beaucoup plus rapidement (en millisecondes) à une brusque augmentation de pression à l'intérieur du réservoir, offrant ainsi une protection plus rapide contre les défauts soudains et graves comme un arc interne.

II. Système d'assurance de performance et d'efficacité : le « gestionnaire de santé » du transformateur

Ces composants sont dédiés au maintien et à l'optimisation de l'état de fonctionnement du transformateur.

1. Circuit de refroidissement

• Fonction : Le « système de refroidissement » du transformateur. Comprend les radiateurs, les ventilateurs de refroidissement et les pompes à huile. Il dissipe efficacement la chaleur générée pendant le fonctionnement, empêchant ainsi le vieillissement thermique de l'isolation. Les ventilateurs contrôlés intelligemment peuvent démarrer et s'arrêter automatiquement en fonction de la température de l'huile, économisant ainsi de l'énergie.

2. Changeur de prises en charge

• Fonction : le « hub de régulation de tension intelligent » du transformateur. Il permet un réglage automatique ou manuel de la tension de sortie sans interrompre la charge , ce qui en fait le composant de précision de base pour stabiliser la tension du réseau et optimiser la qualité de l'énergie. Son inverseur interne, son sélecteur et son unité de filtration d'huile en ligne exigent une fiabilité extrêmement élevée.

III. Système de détection d'état et d'intelligence : les « nerfs numériques » du transformateur

Les transformateurs modernes évoluent vers l'intelligence, les composants associés servant de sources de données.

1. Bagues

• Fonction : Ils sont à la fois des supports isolants pour cordons haute tension et des plateformes d'intégration de capteurs . Les traversées intelligentes modernes peuvent avoir des prises de capacité intégrées pour la surveillance en ligne de paramètres tels que la perte diélectrique, la capacité et la décharge partielle afin d'évaluer le vieillissement de l'isolation.

2. Dispositifs de surveillance en ligne

• Analyse des Gaz Dissous (DGA) : L'outil d'alerte précoce le plus efficace. L'analyse de gaz caractéristiques tels que H₂, CH₄, C₂H₂ peut détecter à un stade précoce des défauts latents tels qu'une surchauffe ou une décharge.

• Mesure de la température de l'enroulement de la fibre optique : fournit une mesure directe et précise de la température du point chaud de l'enroulement, reflétant mieux la véritable capacité de charge que les jauges de température d'huile traditionnelles.

• Surveillance des décharges partielles : capture les signaux de décharge faibles provenant de défauts d'isolation interne.

• Surveillance de l'humidité dans l'huile : suit la teneur en eau de l'huile isolante en temps réel.

• Fonction : « Examinateur physique 24h/24 et 7j/7 du transformateur. La surveillance commune comprend :

3. Armoire de commande intelligente

• Fonction : Intègre les données de tous les capteurs ci-dessus pour une analyse et un affichage locaux. Il peut également transmettre des données à une station centrale via des interfaces de communication (par exemple, CEI 61850) pour l'évaluation de l'état à distance, le diagnostic des pannes et la maintenance prédictive.

IV. Composants fondamentaux et auxiliaires : les « pierres angulaires » indispensables

1. Réservoir & Vannes : Le 'corps' et les 'joints' du transformateur nécessitent une haute résistance mécanique et une excellente étanchéité.

2. Thermomètres et jauges de niveau : Le « thermomètre » et la « jauge de carburant » les plus basiques, fournissant une indication visuelle directe de la température et du niveau de l'huile.

3. Bornes de mise à la terre et plaque signalétique : indispensables pour une mise à la terre sûre et la « carte d'identification » de l'équipement.

Conclusion : le système de composants : une évolution de la valeur de la protection passive à la détection active

Dans le passé, les composants des transformateurs jouaient principalement un rôle de « protection passive ». Aujourd'hui, ils ont évolué vers un système complet qui intègre une protection de sécurité, une détection d'état, un contrôle intelligent et une optimisation de l'efficacité . Le choix de composants de haute qualité et bien adaptés n'est plus un simple « complément » mais un investissement stratégique dans la fiabilité, l'économie et l'intelligence du cycle de vie du transformateur.

Pour les utilisateurs expérimentés, une compréhension approfondie de ces composants signifie de meilleures stratégies de maintenance, une meilleure interprétation des alertes précoces et une durée de vie prolongée des équipements. Pour les fabricants, fournir des solutions de composants avancées et intégrées est un reflet concentré de la force technique et de la valeur client.