Le courant peut-il être rétabli immédiatement après une panne de gaz importante ?

—Processus détaillé de l'analyse par chromatographie en phase gazeuse des défauts

Lorsqu'un élément à gaz lourd d'un transformateur (relais Buchholz) déclenche, les opérateurs sont confrontés à une question cruciale : le courant peut-il être rétabli immédiatement ? Cette décision a un impact direct sur la sécurité des équipements et la stabilité du réseau. Des erreurs de jugement peuvent aggraver le défaut, pouvant entraîner des incendies ou des explosions. Les données mondiales du secteur de l'énergie montrent que le rétablissement aveugle du courant après un déclenchement à gaz lourd est l'une des principales causes de défaillances graves des transformateurs. Par conséquent, avant toute intervention, une analyse par chromatographie en phase gazeuse (DGA) scientifique doit être réalisée afin de déterminer le type de défaut, conformément aux normes internationales (par exemple, CEI 60599, IEEE C57.104).

1. Déclenchement de gaz important : une alarme critique pour les défauts graves

L'élément à gaz lourd est un dispositif de protection non électrique essentiel des transformateurs immergés dans l'huile. Son fonctionnement repose sur le débit de gaz et la vitesse d'écoulement :

(1)Mécanisme :Lorsque des défauts graves produisant du gaz (par exemple, un arc électrique, une surchauffe extrême) se produisent à l'intérieur du transformateur, de grands volumes de gaz pénètrent rapidement dans le relais Buchholz, déclenchant le contact de gaz lourd.

(2)Condition de déclenchement :Le taux de production de gaz est extrêmement élevé (généralement > 100 mL/s) et le volume de gaz accumulé surmonte la résistance mécanique.

(3) Défauts indiqués :

-Décharge à haute énergie :Enroulement entre spires/court-circuit, fils cassés provoquant un arc électrique.

-Surchauffe sévère :Mise à la terre multipoint du noyau, contact faible sur une grande surface.

-Décomposition intense de l'huile :Accompagné de températures élevées ou de décharges.

              Conclusion clé :Un déclenchement dû à un gaz important est un défaut latent à développement rapide et à haute énergie à l'intérieur du transformateur. Il ne s'agit pas d'un déclenchement aléatoire ni d'un faux fonctionnement.

2. Pourquoi faut-il se fier à l’analyse par chromatographie en phase gazeuse (DGA) ?

Après une panne de gaz importante, se fier uniquement à des inspections visuelles ou à des tests électriques de base est dangereux et insuffisant. Raisons :

(1) Emplacements des failles cachées :Les points de défaut se situent souvent en profondeur dans les enroulements, les noyaux ou l'isolation, ce qui rend l'observation directe impossible.

(2) Composition critique du gaz :Différents défauts (décharge, surchauffe) décomposent les hydrocarbures de l'huile du transformateur en combinaisons gazeuses spécifiques.

(3) Quantification de la gravité des défauts :La concentration et les taux de production de gaz reflètent les niveaux d’énergie des failles et les stades de progression.

Avantage principal du DGA : en séparant et en détectant avec précision les traces de gaz (niveau ppm) dissous dans l'huile, il « décode » le type, l'emplacement et la gravité du défaut.

3. Processus d'analyse par chromatographie en phase gazeuse (DGA) (étape par étape)

Conformément aux normes IEEE C57.104 et IEC 60599, le processus DGA après un déclenchement de gaz important doit être rigoureux :

Exemple de méthode de diagnostic (ratio de Rogers) :

(1)Principe :Calculez 5 ratios de gaz (par exemple, CH₄/H₂, C₂H₂/C₂H₄), convertissez-les en codes à 3 chiffres et faites-les correspondre aux tables standard.

(2)Résultat :Détermine le type de défaut (par exemple, « surchauffe à basse température », « décharge à haute énergie »).

(3)Avantage :Très résistant aux interférences.

Tableau : Types de défauts par rapport aux signatures de gaz (parIEC 60599).

4. Arbre de décision pour le rétablissement du courant (basé sur les résultats de l'analyse de données de distribution)

● Restauration absolument interdite (inspection interne immédiate requise) :

(1)Décharge à haute énergie (arc) :Code Rogers « 102 » ou « 112 », ou triangle Duval en zone 1. Risque : Les courts-circuits métalliques peuvent provoquer des explosions.

(2)C₂H₂ (acétylène) > 50 ppm (nouveaux transformateurs) ou augmentation > 10 ppm/jour. Motif :Indique une destruction de l'isolation.

(3) Hydrocarbures totaux > 1 000 ppm ou en augmentation > 100 ppm/jour. Motif :La faute s’aggrave activement.

● Restaurer uniquement après une inspection complète et une surveillance DGA :

(1)Surchauffe à température moyenne/élevée :Code Rogers « 022 » (surchauffe du noyau/de la pince). Action : Réparer la mise à la terre/les pièces desserrées, retester le DGA avant de rétablir la tension.

(2)Augmentation de CO/CO₂ (cause non liée à la température) :Indique le vieillissement de l'isolation solide. Action : vérifier la valeur DP ; si DP > 500 et la cause fondamentale corrigée, rétablir le fonctionnement avec surveillance.

● Restauration prudente (cas rares) :

(1) Cause externe confirmée (par exemple, mauvais fonctionnement du relais en raison de vibrations) + historique DGA normal.

(2)Décharge à faible énergie :Si les niveaux de gaz sont bas et stables, et que les tests par ultrasons confirment l'absence de risque, action : réparer les pièces détachées avant la restauration.

5. Au-delà du diagnostic : le rôle de la DGA dans la sécurité post-restauration

La restauration n’est pas la fin : une surveillance continue de la DGA est essentielle :

(1)Suivi des tendances :Tests d'huile hebdomadaires, tracé de la concentration de gaz en fonction du temps, calcul des taux de production (ppm/jour).

(2) Alerte précoce :Si C₂H₂ ou H₂ augmente à nouveau, arrêtez immédiatement.

(3)Vérifier les réparations :L'analyse DGA post-maintenance doit montrer des niveaux de gaz stables/en baisse.

Formule (débit de production de gaz absolu IEC 60599) :
γa = (Ct2 - Ct1) / Δt × (m / ρ)

γa : Taux de production de gaz (mL/jour)

Ct2, Ct1 : Concentrations de gaz aux instants t2, t1 (ppm)

Δt : jours entre les tests

m : Masse totale d'huile (kg)

ρ : Densité de l'huile (kg/m³)

En résumé

Les transformateurs sont des actifs critiques du réseau, et les procédures post-déclenchement déterminent leur fiabilité future. L'analyse DGA, le strict respect des normes CEI/IEEE et une surveillance continue sont essentiels à la sécurité. À l'ère des réseaux intelligents, les décisions fondées sur les données surpassent l'expérience. Seul le respect de protocoles scientifiques permet de minimiser les risques et de garantir que chaque « commande rapprochée » est sûre et justifiée.

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