Quelle est l'importance du développement d'un testeur de résistance d'enroulement en courant continu ?
Le testeur de résistance d'enroulement de transformateur est l'un des testeurs de performance les plus performants spécialement conçus pour les applications de gros moteurs et de transformateurs de puissance. Fondamentalement, le test de résistance d'enroulement est une partie vitale du programme d'assurance qualité de fabrication et de la maintenance des transformateurs de puissance. Généralement, les gros moteurs et transformateurs sont soumis à des surcharges, des vibrations et des environnements à fortes variations de température. Ce kit de test de résistance d'enroulement peut être utilisé pour effectuer des mesures et s'assurer que les connexions sont réalisées avec précision, sans courts-circuits ni circuits ouverts. Cependant, le testeur de résistance d'enroulement est très efficace pour détecter les anomalies du changeur de prise. Le changeur de prise du transformateur de puissance est particulièrement l'élément le plus critique d'un système électrique.
L'objectif du test de résistance d'enroulement en courant continu est le suivant :
1.Inspecter la qualité de soudure des fils internes et des câbles de sortie dans l'enroulement : Une mauvaise soudure, telle que des soudures froides, des faux contacts ou des soudures oxydées, entraînera une augmentation anormale de la résistance de contact. Dans des conditions normales, le degré de déséquilibre de la résistance des trois phases de l'enroulement doit être ≤ 2 % (pour les transformateurs d'une capacité ≥ 1000 kVA). Si la valeur de résistance d'une phase est supérieure de plus de 5 % à celle des deux autres phases, il est probable que la soudure des connexions de cette phase d'enroulement soit défectueuse. Par exemple, lors de la maintenance d'un transformateur 10 kV/500 kVA, la résistance mesurée de la phase A est de 12,5 mΩ, celle de la phase B de 12,3 mΩ et celle de la phase C de 18,7 mΩ. Après démontage, on constate la présence d'une couche d'oxyde à la soudure entre le câble de sortie de l'enroulement de la phase C et la borne. Après nettoyage et resoudage, le degré de déséquilibre des résistances triphasées descend à 1,2 %, ce qui répond aux exigences de la norme.
2.Inspecter l'état de contact de chaque position du changeur de prise du transformateur : L'usure, l'oxydation ou un mauvais contact des contacts du changeur de prise entraînera une valeur de résistance trop élevée ou fluctuante pour la position correspondante. Pendant le test, le commutateur doit être actionné pas à pas et la valeur de résistance enregistrée. Après un changement de position normal, la résistance doit être stable dans la plage correspondante, et la variation de résistance entre les positions adjacentes doit être uniforme (écart ≤ 3 %). Par exemple, lors du test d'un transformateur 35 kV en "Position Ⅱ", la valeur de résistance passe soudainement de la valeur normale de 8,6 mΩ à 15,8 mΩ, et revient à la normale après passage à d'autres positions. Après démontage, on constate que les contacts de la "Position Ⅱ" présentent des marques de fusion sévères, et le test revient à la normale après remplacement des contacts.
3.Vérifier si l'enroulement ou le câble de sortie est en circuit ouvert : Lorsque le fil de l'enroulement est cassé ou que la connexion du câble de sortie se détache, la valeur de résistance sera infinie (affichée comme "OL" sur le multimètre) ou dépassera largement la valeur de conception. Prenons l'exemple d'un moteur de 110 kW : la résistance de conception de son enroulement statorique est de 3,2 mΩ. Si la résistance d'une phase affiche une valeur infinie pendant le test, on peut déterminer qu'il y a un circuit ouvert dans cet enroulement de phase. Une enquête plus approfondie révèle que le fil à l'extrémité de l'enroulement est rompu en raison de vibrations, nécessitant une resoudure et une réparation.
4.Vérifier la correction du branchement parallèle et la présence de circuit ouvert : Pour les enroulements composés de plusieurs conducteurs en parallèle (par exemple, les enroulements basse tension des gros transformateurs utilisent souvent 6 à 12 conducteurs parallèles), si un ou plusieurs conducteurs sont en circuit ouvert, la résistance de cette branche augmentera, entraînant un déséquilibre triphasé. Par exemple, l'enroulement basse tension d'un transformateur 220 kV utilise 8 conducteurs parallèles. Dans des conditions normales, l'écart de résistance de chaque branche parallèle doit être ≤ 1 %. Lors du test, on constate que la résistance d'un groupe de branches est supérieure de 8 % à celle des autres branches. Après démontage, il est confirmé que 2 conducteurs parallèles sont rompus au milieu de l'enroulement, ce qui réduit la section transversale conductrice effective et augmente la résistance.
5.Vérifier la présence de court-circuit entre les couches et les spires de l'enroulement : Un court-circuit entre spires ou couches réduira le nombre effectif de spires de l'enroulement, entraînant une chute significative de la valeur de résistance. Dans des conditions normales, l'écart entre la valeur de résistance mesurée et la valeur de conception doit être ≤ ±5 %. Si l'écart dépasse 10 %, une défaillance par court-circuit doit être suspectée. Par exemple, lors de la maintenance d'un moteur 380 V, la résistance d'enroulement conçue est de 4,5 mΩ, mais la valeur mesurée n'est que de 3,8 mΩ, et le degré de déséquilibre triphasé atteint 6,3 %. Grâce à des tests de rapport de transformation et de tenue diélectrique partielle, il est confirmé qu'il y a 3 spires en court-circuit dans l'enroulement. Après démontage et rebobinage, la résistance est rétablie à 4,4 mΩ, ce qui répond aux exigences de conception.
Comment fonctionne un testeur de résistance d'enroulement en courant continu ?
Les principales applications d'un testeur de résistance d'enroulement sont les suivantes :
1.Résistance des enroulements primaire et secondaire du transformateur
Contenu du test : Mesurer la résistance continue des enroulements haute tension (primaire) et basse tension (secondaire) sur toutes les positions du changeur de prise, y compris les valeurs de résistance phase-phase et phase-neutre.
Objectif : Vérifier l'homogénéité de fabrication des enroulements (ex. uniformité de la section des conducteurs, tension d'enroulement) et détecter des défauts cachés tels que des courts-circuits spires à spires, de mauvaises soudures des câbles internes ou des contacts desserrés du changeur de prise. Cela fournit également une référence pour les comparaisons lors de la maintenance ultérieure afin d'évaluer le vieillissement ou l'endommagement des enroulements.
2. Enroulements des Moteurs et Générateurs
Contenu du test : Se concentrer sur les enroulements du stator (triphasés) et les enroulements du rotor (pour moteurs/générateurs à rotor bobiné), en mesurant la résistance de phase et la résistance de branche (pour les enroulements en parallèle).
Objectif : Identifier des problèmes tels que des circuits ouverts dans les conducteurs d'enroulement, de mauvaises connexions aux borniers, ou des courts-circuits entre spires causés par la dégradation de l'isolation. Pour les générateurs, cela aide également à évaluer l'intégrité des jonctions des enroulements du rotor, évitant ainsi une surchauffe ou une panne pendant le fonctionnement à grande vitesse.
3. Transformateurs de Tension (TT) / Transformateurs de Courant (TC) / Transformateurs de Tension à Condensateurs (TTC)
Contenu du test : Mesurer la résistance des enroulements primaire/secondaire des TT, des enroulements primaire (type barre ou bobiné) et secondaire des TC, et des segments d'enroulement en série des TTC.
Objectif : Garantir une transformation précise de la tension/du courant en vérifiant la continuité des enroulements et la fiabilité des connexions. Une résistance d'enroulement défectueuse (ex. circuits ouverts ou défauts de contact) peut entraîner des erreurs de mesure, affectant le fonctionnement des relais de protection et la précision de la mesure dans le système électrique.
4. Transformateurs de Mesure (Catégorie Générale)
Contenu du test : Couvrir les transformateurs de mesure spécialisés (ex. transformateurs de couplage, transformateurs de courant à séquence zéro) en mesurant la résistance des enroulements des circuits primaire et secondaire, y compris les enroulements auxiliaires.
Objectif : Valider l'intégrité électrique des enroulements pour éviter la distorsion du signal lors de la surveillance du réseau électrique. Cela aide également à détecter les défauts de fabrication (ex. couches d'enroulement inégales) ou les dommages en service (ex. déformation des enroulements due aux efforts électrodynamiques de court-circuit) qui pourraient compromettre la précision de la mesure.
5.Régulateurs de Tension
Contenu du test : Mesurer la résistance des enroulements série/dérivation du régulateur et des contacts du sélecteur de prise, sur toute la plage de réglage de tension.
Objectif : Assurer une régulation de tension fluide en vérifiant la fiabilité des contacts du commutateur de prise et l'uniformité de la résistance des enroulements. Une résistance anormale (par exemple, une augmentation soudaine à une certaine position de prise) indique une usure des contacts ou un dommage à l'enroulement, évitant ainsi une instabilité de tension ou une surchauffe du régulateur.
6.Barres omnibus, Lignes de câbles et Points de contact des interrupteurs
Contenu du test : Mesurer la résistance de contact des joints de barres omnibus (par exemple, connexions boulonnées ou soudées), des conducteurs d'âme de câble (y compris les points de terminaison) et des contacts des appareillages de commutation (par exemple, contacts de disjoncteur, contacts de sectionneur).
Objectif : Détecter un mauvais contact dû à l'oxydation, au desserrage ou à l'ablation, pouvant entraîner une surchauffe localisée, une perte d'énergie ou même des défauts par arc. Pour les câbles, cela vérifie également la continuité des conducteurs et identifie les ruptures cachées ou les défauts de compression dans les terminaisons.
Le testeur de résistance d'enroulement de transformateur peut toujours effectuer des mesures sur des transformateurs de très grande taille, grâce à sa sortie à courant constant hautement filtrée et régulée. Cette alimentation en courant stable supprime les interférences dues à l'inductance propre de l'enroulement et aux ondulations de l'alimentation, garantissant des lectures de résistance précises et reproductibles même pour les transformateurs à haute inductance et grande capacité.
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