Les pannes majeures du transformateur, les incendies et les explosions sont rarement instantanées. Plus de 95 % des défaillances graves s’aggravent progressivement au cours des mois ou des années en raison de défauts latents. Dans leurs premiers stades, ces défauts incipients produisent de faibles anomalies qui sont imperceptibles à l’œil nu ou aux sens humains, telles que des points chauds localisés, une infiltration mineure de l’huile, une humidité d’isolation latente, le suivi de la douille, des vibrations à basse fréquence et des traces de gaz dissous. Par conséquent, ils sont facilement négligés lors des marches routinières sur le terrain.
Les sections suivantes détaillent les 8 catégories les plus courantes de défauts typiques du transformateur (les valeurs nominales du transformateur varient de 11kV, 33kV, 110kV, 220kV à 500kV), compilées comme un guide pratique sur le terrain pour les ingénieurs d'exploitation et d'entretien de sous-stations, d'électricité et de distribution d'énergie industrielle.
I. Manifestations
Etape précoce : Faible augmentation de l'humidité de l'huile et du facteur de dissipation (tan δ). Faible décharge partielle (DP) luminosité bleue visible par imagerie nocturne ultraviolet (UV). Un léger jaunissement de la presse.
Étape moyenne: Diminution continue de la tension de rupture de l'huile (BDV). Quantités d'hydrogène (H)2Acetylène (C)2H2détecté par analyse des gaz dissous (DGA). Le facteur de déséquilibre de la résistance DC d'enroulement dépasse les limites.
Etape tardive: La panne diélectrique lors d'essais à haut potentiel, le court-circuit d'isolation inter-tour ou le déplacement du relais Buchholz, provoquant une épuisement catastrophique de l'enroulement.
II. Principales causes racines
Entrée d'humidité atmosphérique due à des défaillances du joint dans le réservoir principal ou le conservateur, ou des respirateurs déshydratants dégradés; vieillissement thermique de l'isolation du papier à cause d'une surcharge prolongée; des particules de cuivre/carbone formant des ponts conducteurs dans l'huile; micro-dommages répétitifs à l'isolation des éclairs et des surtensions de commutation.
III. Mesures correctives
Réponse immédiate : Effectuez une circulation d'huile chaude sous vide et une filtration à huile de précision à deux étapes. Remplacez complètement l'huile si le facteur d'humidité ou de dissipation dépasse les limites critiques.
Maintenance de rénovation: Déréservoir l'unité pour une inspection du noyau et de la bobine. Remplacez l'enroulement vieilli, carbonisé ou endommagé et l'isolation au plomb, suivie de l'emballage et du durcissement.
Limites et critères (pour les transformateurs ≤35kV): Huile BDV ≥35kV; teneur en humidité ≤ 35ppm en fonctionnement normal; facteur de dissipation diélectrique tan delta ≤2,5% à 90 ℃.
I. Manifestations
Etape précoce : La thermographie infrarouge (IR) révèle un delta de température localisé (LaLa La La température est de 3 à 8°C dans les douilles, les radiateurs ou les pinces de noyau. Pas de bruit sonore ou d'alarmes.
Étape moyenne: La température maximale de l'huile (TOT) reste chroniquement élevée. La couleur de l'huile s'assombrit avec une oxydation accélérée. DGA indique une augmentation des oxydes de carbone (CO, CO2et les hydrocarbures. La contamination/obstruction du radiateur se produit.
Etape tardive: La température du point chaud d'enroulement dépasse 120°C, provoquant une carbonisation rapide de l'isolation et une évolution massive du gaz. Un déclenchement critique du relais Buchholz (défaillance lourde) se produit, conduisant à une défaillance des actifs terminaux.
II. Principales causes racines
Surcharge chronique ou déséquilibre de charge triphasique sévère; pannes de ventilateur de refroidissement/pompe à huile ou ailettes de radiateur souillées; connexions à haute résistance à des pattes terminales ou à des contacts de changeur de robinet; mise à la terre multi-point du noyau induisant une surchauffe massive de courant de tourbillon; mauvaise ventilation de la sous-station ou rayonnement solaire intense bloquant la dissipation de chaleur.
III. Mesures correctives
Remèdes en direct/sur le terrain : rééquilibrer la charge triphasique; nettoyer l'incrustation externe des ailettes du radiateur; réparation/remplacement de ventilateurs ou pompes de refroidissement défectueux; optimiser la ventilation de la pièce.
Maintenance de panne/révision: Nettoyer, refaire et coupler les connecteurs de borne et les contacts de changeur de robinet, remplaçant les composants oxydés. Dépannage de l'isolation du noyau pour éliminer les défauts de mise à la terre à plusieurs points.
Limites et critères : Augmentation de la température d'enroulement au-dessus de ≤65 K ambiant, température maximale du point chaud ≤105 ℃ TOT sous fonctionnement normal ≤85 ℃ (pour ONAN / ONAF).
I. Manifestations
Etape précoce : Piques dans les mesures de décharge partielle (DP). Production de gaz à faible niveau dans le pétrole (principalement hydrocarbures). Augmentation faible et progressive du déséquilibre de la résistance DC d'enroulement.
Étape moyenne: Alarmes fréquentes de gaz léger Buchholz. Anomalies acoustiques nettes et distinctes à l'intérieur du réservoir. Déplacement de phase de la tension de sortie. Excéder les courants de fuite DC. DGA confirme traces d'acétylène (C2H2).
Etape tardive: L'arc électrique traverse la barrière diélectrique restante. Protection différentielle et Buchholz contre les gaz lourds voyage Covertly. Cela déclenche une fusion, une éruption pétrolière et un incendie catastrophique.
II. Principales causes racines
Isolation inter-tour dégradée due à l'humidité, au vieillissement thermique ou à la contamination par des particules métalliques; perforation diélectrique par éclair ou surges de commutation; le déplacement physique de l'enroulement, la déformation ou la déchirure de l'isolation causée par des forces électromagnétiques massives lors de courts-circuits externes à défaut.
III. Mesures correctives
Réponse immédiate : Effectuer la purification de l'huile sous vide pour éliminer l'humidité et les impuretés particulaires. Vérifiez les arresteurs. Arrêter les opérations pour les tests de diagnostic électrique immédiats (résistance DC, rapport de tournures, SFRA).
Maintenance de rénovation: Déréservoir l'unité pour remplacer les bobines endommagées. Re-envelopper l'isolation, appliquer l'imprégnation de vernis sous vide, et cuire au four. Remplacez tout l'ensemble d'enroulement si les dommages structurels sont importants.
I. Manifestations
Etape précoce : Contamination de surface/accumulation de pollution sur les puits en porcelaine ou en composite. Faible suivi de la corone bleue et "sifflement" sonore pendant le temps humide ou pluvieux. Aucune alarme de protection.
Étape moyenne: Des voies de suivi carbonisées permanentes se forment sur la surface de l'isolant. Le courant de mise à la terre ou le facteur de dissipation (tan δ) du robinet d'essai de la douille (robinet potentiel) dépasse les limites. Hydrogène (H)2les niveaux augmentent.
Etape tardive: La rupture catastrophique interne du noyau du condensateur ou la brisure de l'isolant en porcelaine, conduisant à une défaillance majeure de phase à terre ou de phase à phase, déclenchant une éruption d'huile ou un déclenchement de flashover.
II. Principales causes racines
dépôt de pulvérisation saline, de poussières industrielles ou de polluants chimiques formant une couche conductrice lorsqu'ils sont humides; les micro-fissures structurelles dues à un rigging inapproprié lors de l'installation ou à des contraintes thermiques cycliques; rupture de l'étanchéité supérieure permettant l'entrée d'eau; mauvaise mise à la terre ou circuit ouvert du robinet d'essai de la douille, créant une décharge potentielle flottante.
III. Mesures correctives
Remèdes sur le terrain: Programmez une brève interruption pour nettoyer les compartiments isolants et appliquez des revêtements anti-pollution en silicone vulcanisé à température ambiante (RTV).
Entretien d'interruption: Inspectez, nettoyez et massez en toute sécurité le robinet d'essai. Remplacez les douilles présentant des fissures structurelles, un suivi profond du carbone, l'entrée d'humidité interne ou des joints d'étanchéité dégradés.
I. Manifestations
Etape précoce : Faible pleurs / transpiration d'huile aux brides, coutures de soudure ou à la base du réservoir principal. Le lustre de l'huile revient après avoir été nettoyé. Pas de gouttes actives; très susceptibles d’être ignorés.
Étape moyenne: Dripping actif continu. Accueil d'huile prononcé sur la surface du tampon ou du réservoir. Accélération de la perte de volume d'huile. Lorsque le transformateur respire, l'humidité ambiante est retirée à travers ces voies de fuite.
Etape tardive: Perde massive d'huile par soudures rompues ou défaillance totale du joint. Le niveau d'huile tombe en dessous du seuil critique, exposant le noyau actif et les enroulements à l'espace de tête du gaz, déclenchant immédiatement un flashover ou un incendie.
II. Principales causes racines
Les joints nitrile/caoutchouc subissent une fragilité thermique, un ensemble de compression ou un vieillissement chimique; application inégale de couple sur des boulons à bride ou des joints déplacés lors de l'assemblage; trous à épingles ou corrosion sur les parois des tuyaux et les coutures de soudure en raison de l'eau stationnaire; fissures de stress structurel localisées dues à des vibrations chroniques.
III. Mesures correctives
Entretien mineur/programmé : Remplacez les joints dégradés et les attaches à bride de retorque en utilisant la méthode à motif croisé selon les spécifications standard. Déployez des agents d'étanchéité polymères spécialisés ou des technologies d'enveloppement composite en ligne pour l'encapsulation de fissures mineures. Remplacez les valves de pleurs.
Maintenance de rénovation: Évidez l'huile en dessous de la ligne de défaillance, dégraissez soigneusement la zone et soudez à nouveau les coutures corrodées. Effectuez une conversion complète de la rouille et appliquez des revêtements protecteurs de haute durabilité.
I. Manifestations
Etape précoce : L'huile apparaît visuellement claire. L'analyse en laboratoire révèle des augmentations mineures de l'humidité et du nombre de particules; Le facteur de dissipation présente une légère tendance à la hausse.
Étape moyenne: La couleur de l'huile s'assombrit considérablement; Les boues et les dépôts de particules s'accumulent au fond du réservoir. La tension de décomposition (BDV) décline. DGA indique l'augmentation des gaz de défaillance combustibles (H2, CH4à C2H4).
Etape tardive: Acidification extrême de l'huile et niveaux élevés de particules de carbone en suspension. BDV s'effondre en dessous de 20 kV. DGA indique des concentrations critiques d'acétylène. Le flashover interne devient imminent.
II. Principales causes racines
L'étanchéité défectueuse du réservoir ou les respirateurs défectueux laissant entrer l'humidité et les particules; opérations continues à haute température accélérant l'oxydation de l'huile, produisant de l'acidité et des boues insolubles; PD interne localisée ou points chauds thermiques qui craquent les hydrocarbures pétroliers en gaz combustibles.
III. Mesures correctives
Contamination légère: Mettez en ligne un purificateur d'huile sous vide à deux étapes pour le conditionnement en ligne ou hors ligne pour dégazer, déshydrater et filtrer les particules. Introduire la récupération complète de l'huile (traitement de la terre adsorbante) si la neutralisation acide est nécessaire.
Dégradation sévère : Évidez et jetez la charge d'huile condamnée. Rincez l'ensemble interne du noyau et de la bobine pour éliminer les boues coincées. Séchage sous vide de la matrice d'isolation et remplissage avec une huile d'isolation minérale nouvelle et certifiée.
Limites et critères (limites en service): Nombre total d'acides (TAN) ≤ 0,1 mg de KOH/g; diminution du point d'éclairage ≤5℃ par rapport à la ligne de référence; zéro carbone libre visible.
I. Manifestations
Etape précoce : Faible augmentation des pertes sans charge. Faibles fluctuations du courant de fuite de terre noyau-sol. Aucune anomalie externe.
Étape moyenne: Formation d'une boucle fermée à travers les stratifications de noyau en raison de multiples points de masse, entraînant des courants circulants massifs. Le courant de mise à la terre du noyau dépasse bien le niveau de référence de l'industrie de 0,1A. Le surchauffage localisé du noyau casse thermiquement l'huile environnante.
Etape tardive: L'isolation inter-stratifiée brûle, provoquant la fusion et la soudure à grande échelle du noyau. Les pertes sans charge montent en flèche et l'énergie thermique localisée déclenche une défaillance secondaire catastrophique d'enroulement.
II. Principales causes racines
Condensation et accumulation d'eau libre due à la dégradation de l'étanchéité à long terme, provoquant une corrosion interne; débris métalliques étrangers (p. ex., rondelles lâches, scories de soudure ou coupures de fils) laissés derrière pendant les travaux historiques; endommagement de l'isolation du noyau-pince ou déplacements structurels sous des forces de court-circuit créant une seconde voie de sol involontaire.
III. Mesures correctives
Maintenance de panne/révision: Si un sol multi-point est vérifié, essayez de nettoyer les shorts temporaires ou "doux" en utilisant la méthode de décharge du condensateur ou la combustion de courant contrôlée. un un point de fond solide et intentionnel existe.
I. Manifestations
Etape précoce : Faible amplification du bruit électromagnétique normal de 100 Hz / 120 Hz. Résonance faible du réservoir correspondant aux oscillations de charge.
Étape moyenne: Bruits violents, métalliques, bourdonnements ou clics. Résonance structurelle à haute fréquence sévère des panneaux de radiateur et des tuyaux connectés. Les boulons structurels externes vibrent ou se cisaillent.
Etape tardive: La pile de stratification de noyau se relâche complètement, faussant le circuit magnétique. Les vibrations mécaniques lourdes continues détruisent l'isolation d'enroulement, cisaillent les conduits internes, fissurent les coutures de soudure du réservoir et induisent des fuites d'huile systémiques.
II. Principales causes racines
Délassement des tiges de liaison de noyau, des boulons traversants ou des éléments structurels de pince en raison de l'expansion thermique cyclique prolongée et des vibrations opérationnelles; un déséquilibre de charge triphasique sévère créant une disposition de flux magnétique asymétrique et des forces alternantes inégales; des supports anti-vibration dégradés ou manquants sous la base du transformateur.
III. Mesures correctives
Remèdes sur le terrain: Gérer les configurations de distribution en aval pour minimiser les déséquilibres de phase; vérifier et serrer tous les boulons structurels externes, rondelles de serrure de montage. Apportez des tampons élastomériques amortissants des vibrations aux supports de radiateur à résonance.
Maintenance de rénovation: Effectuez une révision hors réservoir pour le couple des tiges de liaison de noyau, des plaques à flitch et des cadres de serrage jusqu'au couple nominal standard. Remplacer ou remplacer les coussins de pression d'enroulement endommagés et les supports structurels internes en bois / en panneau pressé.
