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Combien de types de surtensions un transformateur en fonctionnement peut-il subir ?

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Combien de types de surtensions un transformateur en fonctionnement peut-il subir ?

2024.12.25

Combien de types de surtensions un transformateur en fonctionnement peut-il subir ?

 

Pendant le fonctionnement du système électrique, les transformateurs sont exposés à diverses surtensions. Si ces situations de surtension ne sont pas évitées et traitées, elles peuvent endommager gravement l'isolation des transformateurs, affecter leur fonctionnement normal et même entraîner des dommages matériels.

 

Contenu


 Impact des surtensions de commutation

Les surtensions de commutation proviennent principalement des opérations de commutation dans le système. Par exemple, lors de la fermeture à vide, des surtensions élevées seront générées dans les enroulements du transformateur en raison du processus transitoire électromagnétique. Étant donné qu'il existe un magnétisme résiduel dans le noyau du transformateur, lorsque la phase de la tension d'alimentation et la tension magnétique résiduelle sont appropriées au moment de la fermeture, une valeur de surtension bien supérieure à la tension nominale se superposera. De plus, le fonctionnement des lignes de commutation à vide peut également déclencher des surtensions de commutation. Lors de l'ouverture des lignes à vide, une conversion d'énergie et une oscillation se produiront entre l'inductance et la capacité des lignes, générant des surtensions transitoires à haute fréquence. Ces surtensions se propageront le long des lignes et agiront sur le transformateur, ce qui peut entraîner des décharges partielles dans l'isolation des enroulements du transformateur. Une accumulation à long terme dégradera les performances d'isolation et menacera le fonctionnement sûr et stable du transformateur.

 

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 Dangers des surtensions atmosphériques

Les surtensions atmosphériques sont principalement causées par la foudre et peuvent être divisées en coups de foudre directs et coups de foudre dus à une défaillance du blindage. Un coup de foudre direct signifie que la foudre frappe directement le transformateur ou les installations électriques à proximité, libérant instantanément une énergie énorme et générant des surtensions extrêmement élevées. L'amplitude de ces surtensions peut atteindre des millions de volts ou même plus, ce qui va directement briser l'isolation du transformateur et provoquer des défauts graves tels que des courts-circuits dans les enroulements du transformateur. Les coups de foudre dus à une défaillance du blindage se produisent lorsque la foudre contourne le fil de protection contre la foudre et frappe le conducteur, puis introduit des surtensions dans le système électrique où se trouve le transformateur. Bien que la probabilité de coups de foudre dus à une défaillance du blindage soit relativement faible, une fois qu'ils se produisent, ils causeront également de graves dommages au transformateur car les surtensions générées dépassent de loin le niveau de résistance de l'isolation du transformateur et peuvent entraîner la rupture de la couche d'isolation du transformateur et déclencher des accidents électriques.

 

 Risques de surtensions résonnantes

Les surtensions résonnantes sont générées lorsque les éléments inductifs et capacitifs du système électrique entrent en résonance dans des conditions spécifiques. Lorsque les paramètres du système correspondent, par exemple lorsque l'inductance du transformateur et la capacité de la ligne forment un circuit résonnant, et sous l'action d'incitations externes (telles que des opérations, des défauts, etc.), une résonance peut être déclenchée. Pendant la résonance, la tension augmentera brusquement et pourra atteindre plusieurs fois la tension nominale. Ces surtensions résonnantes feront supporter au transformateur une contrainte de tension excessive, accéléreront le vieillissement de l'isolation et, comme la résonance peut durer un certain temps, l'action à long terme des surtensions endommagera progressivement l'isolation interne du transformateur et finira par entraîner une rupture de l'isolation, affectant gravement la fiabilité et la durée de vie du transformateur.

 

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En résumé

En conclusion, les transformateurs en fonctionnement peuvent être sujets à diverses situations de surtension telles que les surtensions de commutation, les surtensions atmosphériques et les surtensions de résonance. Le personnel d'exploitation et de maintenance du système électrique doit parfaitement comprendre les mécanismes de génération et les dangers de ces surtensions et prendre des mesures de protection efficaces, telles que l'installation de parafoudres, l'optimisation des processus d'exploitation et le réglage des paramètres du système, pour protéger les transformateurs contre les dommages causés par les surtensions et assurer le fonctionnement sûr et stable du système électrique.

 

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