La résistance continue d'un transformateur ou d'un moteur fait référence à la valeur de résistance continue de chaque enroulement de phase. L'objectif de la mesure de la résistance continue est de vérifier s'il existe un court-circuit entre spires à l'intérieur des trois enroulements de phase. En effet, si un court-circuit entre phases se produit à l'intérieur du transformateur, la valeur du courant de court-circuit est très élevée, ce qui peut facilement brûler le transformateur ou le moteur ; le phénomène de défaut est également évident et facile à juger par l'apparence. Cependant, si un court-circuit se produit entre les spires de l'enroulement d'une des phases, la valeur du courant de court-circuit est faible, la protection à gaz du transformateur déclenchera, mais il est difficile de déterminer si le transformateur lui-même est défectueux simplement par son apparence extérieure.
En mesurant la résistance continue de chaque phase, il est facile de juger si un court-circuit entre spires se produit à l'intérieur par la comparaison des valeurs de résistance des trois phases : si les valeurs de résistance sont très différentes, la possibilité d'un défaut de court-circuit entre spires est très élevée ; si elles sont fondamentalement similaires, cela peut être exclu.
En raison de la structure du transformateur, les enroulements sont presque entièrement isolés par le milieu isolant du fil lui-même. Si le traitement d'isolation présente un défaut et que le transformateur subit une charge importante, l'isolation faible peut facilement provoquer un court-circuit entre spires. Par conséquent, l'objectif de la mesure de la résistance continue est de déterminer si le transformateur présente un court-circuit entre spires, ce qui facilite le dépannage.
L'objectif de la mesure de la résistance continue des enroulements du transformateur ou du moteur est de vérifier la qualité de soudure des jonctions des enroulements et si les enroulements présentent des courts-circuits entre eux ; si les positions de contact des commutateurs de prise de tension sont bonnes et si les positions réelles des prises correspondent ; s'il y a une rupture dans les fils de connexion ou si les fils torsadés et les enroulements ont des brins cassés. Lors de la révision du transformateur, après un changement de position de prise, ou après un court-circuit de sortie, il est nécessaire de mesurer la résistance continue de l'enroulement ainsi que celle du manchon.
6 Cas de Court-Circuit de Transformateur Découverts par Test de Résistance Continue
Ainsi, le court-circuit des enroulements du transformateur est un défaut courant, qui peut entraîner des problèmes tels que l'instabilité du courant, l'échauffement du transformateur et l'endommagement de l'équipement. L'utilisation d'un appareil de mesure de résistance continue est une méthode courante pour détecter les courts-circuits dans les enroulements des transformateurs. Voici un cas pratique d'utilisation d'un appareil de mesure de résistance continue pour identifier un court-circuit dans un enroulement défectueux d'un transformateur :
Cas 1 : Un transformateur de 16000 kVA, 6,3 kV, présentait un taux de déséquilibre triphasé de 2,82 % au niveau de l'enroulement basse tension avant traitement. Après séparation des trois phases de l'enroulement secondaire et mesure séparée de la résistance continue, la phase B s'est avérée supérieure de 7,8 % aux phases A et C. L'inspection a révélé une soudure défectueuse du câble de connexion de l'enroulement de phase B, avec rupture d'un des trois conducteurs en cuivre plat et noircissement des 7-8 couches de ruban isolant en toile. Après retraitement, la résistance continue est revenue à la normale et le taux de déséquilibre triphasé est tombé à 0,005 %.
Cas 2 : Pour des transformateurs de 31500 kVA, 10 kV, le taux de déséquilibre de résistance continue était de 3,6 % à la sortie d'usine, 2,5 % avant mise en service et 2,7 % lors du pré-test. Après un court-circuit soudain, le taux de déséquilibre mesuré était de 3 %. Après 5 manœuvres de fermeture sous choc, le taux de déséquilibre mesuré atteignait 42,8 %. L'inspection a révélé :
1) Un court-circuit entre les deux spires au niveau de la sortie inférieure d'une bobine basse tension de phase A, avec brûlure de l'isolation et des séparateurs.
2) Un déplacement axial et radial d'environ 20 mm de l'enroulement en court-circuit.
Cas 3 : Un transformateur de 120 000 kVA, 220 kV, en service depuis 25 ans. En 1991, une anomalie de résistance continue a été détectée, avec un taux de déséquilibre atteignant 4,2 %.
La mesure de la résistance de contact des connecteurs aux bornes de sortie de l'enroulement basse tension a montré une augmentation de 10 µΩ à 300 µΩ pour les bornes B et C. L'inspection a révélé la fusion des écrous et vis sur les deux raccords des câbles de sortie des enroulements basse tension B et C, avec traces de brûlure et points de fusion sur les écrous et rondelles.
Cas 4 : Pour des transformateurs de 2000 kVA, 63 kV, les résultats des tests de résistance continue indiquaient un écart de 9,8 % à la position de prise n°9. L'inspection a révélé une pression insuffisante du ressort du changeur de prise en charge, un vis non serrée et un commutateur mécanique mal positionné. Le commutateur de polarité présentait un contact virtuel avec le point commun K, avec traces de brûlure par arc sur les contacts. Après traitement, la résistance continue est redevenue équilibrée.
Cas 5 : Un transformateur SFPSL-120000/220, en service depuis 18 ans, présentait des résultats d'essais antérieurs normaux, y compris pour la résistance continue. Après un accident de contournement superficiel sur le TC côté 110 kV, le transformateur a déclenché et pris feu. L'analyse des résultats de résistance continue a montré que le taux de déséquilibre de chaque phase répondait aux exigences. Dans les résultats d'essais précédant l'accident, bien que la résistance continue triphasée côté moyenne tension soit équilibrée, elle différait de 8,15 % environ des valeurs moyennes historiques à même température (les côtés haute et basse tension ne dépassant pas 2 %). Cela indiquait un défaut de contact au niveau du raccord de la borne neutre côté moyenne tension, mais aucune analyse n'avait été faite après les tests. En fonctionnement normal, aucun courant ne passait et la chromatographie ne pouvait le révéler avant l'accident.
Cas 6 : Un transformateur de 120 MVA, 220 kV, a déclenché soudainement pendant des protections de surcharge légère/lourde et différentielle, avec injection d'huile et analyse chromatographique indiquant une décharge d'arc impliquant l'isolation solide. La résistance continue triphasée de l'enroulement haute tension était déséquilibrée, la phase A étant supérieure d'environ 12 % aux phases B et C. Après levage de la cuve, on a découvert un court-circuit entre spires dans la 5ème section (de haut en bas) de la bobine haute tension I de phase A, ayant provoqué sa fusion. Pourquoi la résistance continue de l'enroulement n'augmente-t-elle que de 12 % après fusion par court-circuit entre spires ? Cela est dû à la structure de l'enroulement. Le transformateur a une structure haute-basse-haute : couche externe = bobine haute tension I, couche médiane = bobine basse tension, couche interne = bobine haute tension II. Les bobines HT I et HT II sont connectées en série pour former l'enroulement haute tension complet.
Le nombre de spires de A1O1 ou A2O2 est égal, représentant environ 1/4 du nombre de spires de AO1.
Supposons les relations de résistance suivantes par segment :
RAO1 = RAO2 = 4RA2O2 = 2RO1O = 4RAA1/3
En conditions normales :
R(HT) = RO1O + RAO1/2 = RAO1
Après fusion de A1O1 lors de l'accident :
R(HT) = RO1O + RAA1/2 + RA2O2
Soit une résistance de l'enroulement haute tension supérieure d'environ 12,5 % à la normale après l'accident.
De même, on peut déduire qu'en cas de court-circuit entre spires dans la bobine haute tension I avec fusion du conducteur, la résistance de l'enroulement haute tension augmenterait d'environ 27 %. Pour des transformateurs à structure classique haute-basse, une fusion par court-circuit entre spires dans la zone haute tension entraînerait une augmentation d'environ 80 % de la résistance de l'enroulement haute tension. Sur la base de cette expérience et de ces calculs, la variation de résistance permet d'estimer grossièrement la zone de défaut. Bien entendu, les cas où le conducteur n'est pas entièrement fondu après un court-circuit entre spires, sans changement significatif de la résistance continue de la bobine, sont extrêmement rares.
Grâce aux résultats des tests, l'ingénieur électricien a confirmé le problème de court-circuit dans l'enroulement du transformateur et l'a réparé en temps voulu. Finalement, le transformateur a pu reprendre un fonctionnement normal, assurant ainsi l'alimentation électrique stable du réseau.
La méthode de mesure est la suivante :
(1) Méthode de l'ampèremètre et du voltmètre. Également appelée méthode de la chute de tension, son principe consiste à faire passer un courant continu dans la résistance mesurée, à mesurer la chute de tension aux bornes de cette résistance, et à calculer la valeur de la résistance mesurée selon la loi d'Ohm. Étant donné que la résistance interne de l'ampèremètre et du voltmètre peut affecter les résultats de mesure, il convient de considérer attentivement leur mode de connexion au circuit de mesure.
(2) Méthode du pont équilibré. Il s'agit d'une méthode pour mesurer la résistance d'enroulement en courant continu en utilisant le principe de l'équilibrage du pont. Les ponts équilibrés couramment utilisés sont de deux types : pont simple et pont double. Lors de la mesure de la résistance d'enroulement en courant continu d'un transformateur, celle-ci doit être effectuée après la mise hors tension du transformateur et le retrait du câble haute tension. Pour les transformateurs de puissance de grande capacité et de grande taille, la constante de temps de charge τ du circuit série est très importante, ce qui fait que chaque mesure nécessite un temps d'attente long pour que les indications de l'ampèremètre et du voltmètre se stabilisent, réduisant ainsi considérablement l'efficacité du travail. Des instruments spéciaux (comme une alimentation à courant constant) sont souvent utilisés pour remplacer l'alimentation lors du test, ce qui peut grandement réduire le temps de test.
La norme pour mesurer la résistance d'enroulement en courant continu des bobines de transformateur est : Pour les transformateurs de 1600 kVA et plus, la différence entre les résistances de chaque phase d'enroulement ne doit pas dépasser 2 % de la valeur moyenne triphasée, et il ne doit pas y avoir de différence entre les enroulements avec prise de neutre. La différence entre les lignes ne doit pas être supérieure à 1 % de la valeur moyenne triphasée. Pour les transformateurs de 1600 kVA et moins, la différence entre les phases ne dépasse généralement pas 4 % de la moyenne triphasée, et la différence entre les lignes ne dépasse généralement pas 2 % de la moyenne triphasée. Par rapport aux valeurs mesurées précédemment, leur variation ne doit pas excéder 2 %.
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