Maintenance Transformateur de Puissance.pdf

RECOMMANDATIONS DE MAINTENANCE SUR TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE JST transf transformate ormateurs urs

BY : G.D'Orival

APPROB ATION

M.Donnadieu

le : 18 / 11 / 2004

visa :

VERIFICATION

P.Colella

le : 18 / 11 / 2004

visa :

Modifications

Mise à jour

Recomm Recomm andations de maintenance des transformateurs de Puissance

FAQ MEX 017/02 Page 2/23

SOMMAIRE

OBJ ET ......................... ............................. ............................ ............................ ............................ 3 DOCUMENTS DE REFERENCE.................................... ............................... ............................... 3 1 ENTRETIEN DES RADIATEURS / AERO-REFRIGERANT AERO-REFRIGERANTS S / HYDRO-REFRIGERANTS HYDRO-REFRIGERANTS ....................7 1.1 nettoyage............................................................ nettoyage........................................................................................................................... ........................................................................... ............ 7 1.2 Groupe moto ventilateur / moto pompe .................................................................. .........................................................................................7 .......................7 2 TRAVERSEES TRAVERSEES HT – MT MT – BT OU BOITE A CABLES............................................................................7 3 PARAFOUDRE ........................................................................................ ........................................................................................................................................7 ................................................7 4 ASSECHEUR D'AIR.............................................................................................................. D'AIR.................................................................................................................................8 ...................8 5 COMMUTATEUR COMMUTATEUR HORS TENSION............................................................................. TENSION.........................................................................................................8 ............................8 6 CHANGEUR DE PRISES EN CHARGE ................................................................................................. ..................................................................................................8 .8 7 CONNEXIONS DE PUISSANCE .................................................................................................. .............................................................................................................8 ...........8 8 APPAREILLAGE DE SURVEILLANCE ET DE PROTECTION ...............................................................9 9 ARMOIRES AUXILIAIRES........................................................................................................ AUXILIAIRES .....................................................................................................................10 .............10 10 PIECES DE RECHANGE.......................................................................................................................10 11 ANALYSES D'HUILE..............................................................................................................................11 D'HUILE..............................................................................................................................11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5

analyse physico chimique ................................................................. .......................................................................................................11 ......................................11 analyse chromatographique des gaz dissous .........................................................................12 Analyse des Furfurals ........................................................................... .............................................................................................................12 ..................................12 Analyses complémentaires .............................................................................. .....................................................................................................12 .......................12 Suivi – Traçabilité......................................................................................................... Traçabilité....................................................................................................................12 ...........12

12 TABLEAU DE SYNTHESE.....................................................................................................................13 SYNTHESE.....................................................................................................................13

STOCKAGE STOCKA GE LONGUE DUREE........................... ............................... ............................... ......... 15 CONTROLES AVA NT MISE EN SERVICE............................................ ............................. ....... 18 ANALYSES ANA LYSES DE QUELQUES PROBL EMES................................. ............................. ................ 20

___________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________ JST transformateurs Services

Recomm andations de maintenance des transformateurs de Puissance


OBJET

Le but de ce document est d'établir des recommandations de maintenance pour des transformateurs de puissance. A cet effet, il liste les opérations de maintenance à réaliser et précise pour chacune leur contenu, conditions de réalisation et périodicité. Pour les équipements se référer en priorité aux notices de maintenances fournisseur jointes au dossier exploitant.

DOCUMENTS DE REFERENCE

Normes :

Guide de maintenance et de surveillance des huiles minérales isolantes en service CEI 422 dans les matériel électrique Détermination de la tension de claquage à fréquence industrielle CEI 60156 (rigidité diélectrique KV) Guide pour l'interprétation de l'analyse des gaz dissous et des gaz libres CEI 60599 Méthodes pour la détermination du 2 – FURFURAL et de ses dérivés CEI 1198

IEC 422 ASTM D877 et D1816 IEEE C57 104 ASTM D5837

___________________________________________________________________________________________ JST transformateurs Services



VISITES D’INSPECTIONS



1


Visites d’in specti on Mensu elle

* Inspection visuelle et auditive des appareils en service pour mettre en évidence d'éventuelles anomalies telles que fuite, bruit, échauffement, encrassement. * *

Observations particulières : des niveaux d'huile (conservateurs et assécheurs)

*

des bornes au niveau des joints,

*

des brides de raccordement entre circuits

*

des brides de raccordement des appareils (pompe de circulation, vannes, etc.)

*

des échangeurs,

*

des thermomètres.

*

Ecoutes particulières : des moto ventilateurs, pompes de circulation,

*

bruits inhabituels issus du transformateur (cliquetis, grésillements, etc.)

*

Compteur de décharge des parafoudres Relever le nombre de décharge,

*

*

2 -

Visites d’inspection Annuelle. Inspection approfondie nécessitant la mise hors tension de l'appareil.

* *

Etat général du transformateur : traces de rouille,

*

manque de peinture,

*

état de la visserie,

*

état des chemins de câbles,

*

état des tuyauteries,

*

état du couvercle supérieur du transformateur.

*

Etat des accessoires

Voir Chapitre Maintenance accessoires paragraphe 1 à 10

*

Analyses d’huile

Voir Chapitre Maintenance accessoires paragraphe 11




MAINTENANCE des ACCESSOIRES




1 ENTRETIEN DES RADIA TEURS / AERO-REFRIGERA NTS / HYDRO-REFRIGERANTS Périodic ité : annuelle

1.1 NETTOYAGE *

Nettoyage par air ou eau sous pression selon recommandations du constructeur.

* La date de réalisation sera choisie en fonction du phénomène prépondérant de pollution (pollen, sable, etc.) et de préférence avant les périodes de forte chaleur.

1.2 GROUPE MOTO VENTILATEUR / MOTO POMPE Suivant recommandations du constructeur

2 TRAVERSEES

HT – MT – BT OU BOITE A CABLES

Périodic ité : annuelle −

Vérification du niveau d'huile sur les traversées HT.

−

Vérification de la propreté.

−

Vérification de la non présence de cassures ou d'impact sur les ailettes.

−

Vérification de l'étanchéité huile.

−

Vérification de l'étanchéité des boîtes à câbles.

3 PARAFOUDRE Périodic ité : Mensuelle −

Relevé de l’enregistrement des compteurs de décharge

Périodic ité : annuelle −

Vérification de la propreté de la traversée

−

Vérification de la connexion HT

−

Vérification de la liaison mise à la terre




4 ASSECHEUR D'AIR Périodic ité : annuelle ou plus selon col oration.

-

Remplacement des charges de silicagel.

-

Vérification niveau d'huile dans assécheur.

5 COMMUTATEUR HORS TENSION

Périodicité : annuelle *

Manœuvre du commutateur hors tension sur toutes ses positions.

* Nota : Cependant si le commutateur n'a pas été manœuvré depuis plusieurs années, il est préférable de ne pas le faire à titre préventif, les risques de dysfonctionnement étant alors plus importants que le bénéfice.

6 CHANGEUR DE PRISES EN CHARGE Périodic ité : annuelle

* Manœuvre du régleur sur l'ensemble de la plage pour vérifier le passage correct des gradins. Mesure du temps de passage. *

Contrôle des sécurités et de l'appareillage suivant recommandation constructeur.

*

Analyses d'huile (physico-chimique et chromatographique).

* Toutes les 50 000 manœuvres (ou 5 ans) , révision complète du régleur avec échange des pièces suivant besoin (contact, résistance de passage). Cette révision est réalisée sur site par un représentant du constructeur. La périodicité peut être portée à 100 000 manœuvres si le circuit est filtré en permanence.

7 CONNEXIONS DE PUISSANCE Périodic ité : annuelle.

Inspection par thermographie des connexions haute et basse tensions de puissance pour * mettre en évidence un échauffement anormal.




* 8 APPA REILLA GE DE SURVEILLANCE ET DE PROTECTION

Tout transformateur est équipé de capteur et appareillage permettant de détecter tout défaut grave et/ou de protéger contre les conséquences éventuelles d'un défaut. Ces capteurs provoquent une signalisation et/ou commandent le disjoncteur amont. Ces organes de protection sont principalement : Seuil alarme

Seuil déclenchement

Transformateur

-

Buchholz

X

X

-

Température excessive

X

X

-

Circulation d'huile

-

Défaut ventilation

X

-

Niveau d'huile bas

X

X

-

Soupape de surpression

X

X

X

Partie régleur en ch arge

-

RS2000 (ou 2001)

X

-

Temps passage trop long entre gradin

X

-

Défaut moteur de commande

X

X

Chacun de ces systèmes de détection doit être contrôlé une fois par an.

Ce contrôle doit être réalisé en utilisant la fonction " test ou local " quand elle existe, par simulation (coupure alimentation auxiliaire électrique) pour les défauts tels que défaut circulation d'huile, défaut ventilation, défaut moteur de commande pour régleur en charge ou par vérification en vraie grandeur des sondes de température (thermostat). Ces vérifications doivent être complétées par des essais de vérification des ordres de déclenchement du disjoncteur contrôlant l'alimentation du transformateur.




9 ARMOIRES AUXILIA IRES Périodi cité = annuelle.

Les armoires auxiliaires ou de regroupement contiennent du matériel électrique. Ce matériel électrique doit faire l'objet d'une inspection visuelle en observant les points suivants : −

Echauffements anormaux des relais, des borniers, des câbles.

−

Etat des mises à la terre des câbles.

−

Contrôler le maintien des câbles dans les presses étoupes.

−

Fonctionnement du chauffage et de son thermostat, de la ventilation ou de la climatisation.

De plus, l'état général de l'armoire est à vérifier. −

Contrôler la non présence de nids d'insectes au lieu des ouies d'aération.

−

Contrôler l'état du joint d'étanchéité de la porte de l'armoire.

−

Etat de l'avancement de la corrosion.

−

Etat de la mise à la terre de l'armoire elle-même sur le réseau général de terre.

10 PIECES DE RECHANGE Périodi cité = annuelle.

Vérification des pièces de rechange et maintien des listes à jour : −

type de pièces,

−

n° de série,

−

date de stockage et péremption,

−

Etat de la pièce et du conditionnement.




11 ANAL YSES D'HUILE Périodic ité : annuelle.

Les analyses d'huile constituent l'outil principal de diagnostic de l'état d'un transformateur. Les résultats doivent être interprétés : − en valeur absolue, − − − −

en tendance, en fonction du type de transformateur, en fonction de son régime de service, en fonction de son type de construction et des matériaux employés.

L'interprétation des résultats peut donc s'avérer délicate, en particulier dès lors que des seuils limites sont atteints et elle doit être considérée comme du travail de spécialiste. De ce fait, la réalisation des analyses et leur interprétation seront confiées si possible au constructeur de l'appareil, qui parmi les spécialistes, est celui qui dispose du plus grand nombre d'information sur l'équipement. Nous proposons la fourniture des équipements et modes opératoires pour réaliser les prélèvements dans les meilleures condition s

11.1 ANALYSE PHYSICO CHIMIQUE -

Prélèvement d'échantillons d'huile et réalisation des mesures et analyses suivantes : rigidité diélectrique . . teneur en eau . colorimétrie indice d'acidité .

* Le prélèvement peut être réalisé par du personnel du site ou par un représentant du laboratoire d'analyse suivant la procédure du laboratoire et avec le matériel approprié. * Il est réalisé, le matériel étant de préférence en service, le plus rapidement possible après la mise hors tension. La température d'huile au moment du prélèvement doit être notée. * Il est recommandé de confier les analyses d’huile au laboratoire du constructeur du transformateur qui doit formuler ses recommandations. * Nota : La périodicité peut être réduite si une des grandeurs s'approche des seuils limites admissibles. * Interprétation et action : se conformer à la norme CEI 422 et si possible aux commentaires du laboratoire du constructeur.




11.2 ANALYSE CHROMATOGRAPHIQUE DES GAZ DISSOUS

*

Périodicité : annuelle,

* Prélèvement d'échantillons d'huile et réalisation de l'analyse par chromatographie en phase gazeuse de la teneur en gaz dissous. *

Cette périodicité peut être réduite suivant les résultats obtenus.

* Nota : sauf exceptions telles que boite à câbles ou compartiment régleur avec filtration en continu où la périodicité pourra être bi ou tri annuelle.

* Interprétation et action: se conformer à la norme CEI 60599 et si possible aux recommandations du laboratoire du constructeur.

11.3 Analyse des Furfurals Périodicité : Tous les 2 ans pour les appareils anciens et/ou très sol licités, A réaliser : *

sur les appareils anciens (> 10 ans),

* sur les appareils très sollicités (régime de surcharge fréquent, fonctionnement à température d'huile élevée), * sur les appareils présentant des teneurs en eau élevées et/ou des points chauds haute température. Interprétation et action selon norme CEI 1198 et si possible aux recommandations du laboratoire du constructeur.

11.4 Analyses complémentaires Des analyses complémentaires peuvent être jugées nécessaires au vu des résultats des analyses physico-chimiques et chromatographiques pour affiner un diagnostic. Il est recommandé de les faire réaliser par le laboratoire du constructeur. Il peut s'agir : −

d'analyse de sédiment (en cas de boue)

−

d'analyse des métaux (point chaud haute température)

−

comptage de particule (pour transformateur > 400 KV)

−

etc…

11.5 Suivi – Traçabilité Les rapports d'analyse des laboratoires seront archivés. Il est recommandé de les communiquer pour information au constructeur.




12 TAB LEA U DE SYNTHESE Nature travaux et contrô le

-

-

Moyen

Périodic ité

Visuel ou auditif

Mensuelle

Visuel

Mensuelle

Air ou eau sous pression

An nu ell e

Mécanique ou chimique

An nu ell e

Contrôle vibrations

Sur défaut

Visite d'inspection .

Détection des fuites, bruits anormaux, échauffements

.

Surveillance des niveaux

Entretien des radiateurs aéroréfrigérants et hydroréfrigérants .

Nettoyage des échangeurs

.

Nettoyage du faisceau

.

Moto ventilateur

-

Entretien des traversées HT-MT-BT et Parafoudre

Contrôle visuel

An nu ell e

-

Entretien de l'armoire électrique des auxiliaires

Contrôle visuel

An nu ell e

-

Entretien des assécheurs d'air

Remplacement Silicagel

An nu ell e

-

Analyses de l'huile diélectrique Prélèvement

An nu ell e

a)

Physico-chimique

b)

Analyse des gaz dissous... (chromatographie)

Prélèvement puis transmission au laboratoire spécialisé

An nu ell e

c)

Détection du furfural et de ses dérives

Prélèvement puis transmission au laboratoire

2 ans

Manuel

An nu ell e

-

Manœuvre du commutateur hors tension

-

Changeur de prises en charge .

Analyse d'huile

An nu ell e

.

Contrôle du fonctionnement et sécurités

An nu ell e

.

Révision complète du régleur avec échange des pièces

Constructeur

50 000 manœuvres ou 5 ans ;100 000 manœuvres si le circui t est filt ré en permanence

Thermographie

An nu ell e

-

Contrôle des connexions haute et basse tensions

-

Protections transformateurs

An nu ell e

.

Thermostats

An nu ell e

.

Buchholz

An nu ell e

.

Relais RS 2000 ou 2001

An nu ell e


Recomm andations de maintenance des transformateurs de Puissance Nature travaux et contrô le

-

Moyen


Périodic ité An nu ell e

.

Contrôle circulation d'huile

.

Niveau d'huile

.

Circuits de refroidissement

An nu ell e

.

Colmatage filtre

An nu ell e

.

Pompe régleur

An nu ell e

Mensuel

Autres travaux d'entretien .

Traitement d'huile

Suivant analyse

.

Changement d'huile

Suivant analyse

.

Peinture cuve et tuyauterie

Retouches annuelles




STOCKAGE LONGUE DUREE




-

1

1

STOCKAGE DES TRANSFORMATEURS ENTIEREMENT EQUIPES

Surveillance

Ar mo ir e des aux il iai res

-

Alimentation électrique des armoires

-

Alimentation électrique des résistances de chauffe des armoires

Circuit réfrigération

Périodicité : mensuelle -

Faire tourner les groupes moto pompes (15 mn)

-

Faire tourner les moto ventilateurs (15 mn)

-

Vérifier les niveaux d'huile des conservateurs transfo, régleur et traversées

-

Vérifier la couleur du dessiccateur des assécheurs transfo et régleur

-

Vérification des armoires : état des composants, fonctionnement des résistances

-

Vérification état général peinture

-

Vérification absence fuite d’huile

Vérification d u diélectrique

Périodicité : annuelle -

Teneur en eau ≤ 10 ppm

-

Rigidité diélectrique ≥ 70 kV CEI 422 -


Recomm andations de maintenance des transformateurs de Puissance 2


STOCKA GE des BALLONS SURMOULES (Isolation cellulosique)

Les ballons doivent rester stocker dans l’huile Teneur en eau de l’huile 15 ppm maximum Remarque :

Lors du montage du ballon déflecteur, vérifier que la teneur en eau de l’huile de stockage est ≤ à 15 ppm et que le ballon déflecteur ne devra pas excéder une exposition de plus de 6 h à l’air ambiant à 60% d’humidité relative. Si ces 2 condit ions ne sont pas respecter, il faudra en tenir com pte lors du traitement final d’huile du tr ansformateur. Prolonger l e cycle de traitement de 24 heures.

ACCESSOIRES

A stocker dans un lieu propre et sec suivant recommandations du fournisseur




CONTROLES AVANT MISE EN SERVICE




CONTROLES AVANT MISE EN SERVICE Opérations m inimums à réaliser avant mise en exploitation d ’un t ransformateur de puissance Vérification de l'huile diélectrique ( réaliser analyses d’huile ) Vérification du fonctionnement des auxiliaires ( contrôle avec schéma auxiliaire ) ♦

Système de réfrigération. ( attention au colmatage des aéro-refroidisseurs )

♦

Echelonnement des démarrages.

♦

Protections transformateur et régleur. ( vérifier les seuils alarmes et déclenchement )

♦

Transformateurs de courant.( vérification des connexions )

.

Nettoyage des porcelaines de traversée et réglage des éclateurs ( voir documents constructeurs )

.

Purge des traversées et vérification des niveaux de traversées

.

Purge des tuyauteries et des systèmes de réfrigération

Passages des positions du changeur de prises et vérification de la cohérence entre armoire commande et régleur .

S'assurer de la liaison de la cuve à la terre ou au dispositif de protection de masse.

. Vérifier les niveaux d'huile conservateur. Vérifier l'état du matériau déshydratant et le niveau d'huile dans l'assécheur d'air. .

Vérifier la position des vannes

.

Vérifier l'étanchéité de l'appareil

.

Vérification des contacts si installation gaz SF6 sur traversée

Recommandations : Il est conseillé de renouveler les opérations de purge 2 fois après avoir fait fonctionner les pompes 10 minutes et après 20 minutes d’attente.




ANALYSES DE QUELQUES PROBLEMES


Recomm andation de Maintenance F.AQMEX017/01 sur les Transformateurs de 21/22 Puissance

Transmission & Distribution

Vous trouverez ci dessous de quelques problèmes les plus fréquents ainsi que les solutions à mettre en œuvre pour résoudre les problèmes. Etat du transformateur : hors tension

Equip ement

Probl ème

Cause

Opération à effect uer

contr ôlé

rencontré

possi ble

pour y remédier

Niveau trop bas.

Manque huile.

Remplir après s’être assuré de l’absence de fuite jusqu'au niveau requis.

Conservateur

Fuite sur appareil.

Reprendre l'étanchéité Changement de joint ou reprise de soudure.

As séc heu r

Niveau trop haut.

Trop d'huile.

Couleur du grain vire au vert ou devient transluside

Humidité air très élevée.

Après avoir vérifier la température du transformateur. Remplacer le silicagel.

Fuite du hublot de l'assécheur.

Remplacer le(s) joint(s) et serrer modérément.

Humidité dans le conservateur.

Traiter l'huile du conservateur et sécher le conservateur.

Perte d'huile Accumulation d'air. Accumulation de gaz dans la verrine. Relais buchholz

Vidanger de l'huile jusqu'au niveau requis

Alarme Ou déclenchement

Réparer la fuite. Purger tous les points hauts de l'appareil si accumulation d’air 1 -.Prélever les gaz pour analyser dès que possible. Ne remettre sous tension qu’après analyse des résultats. 2 -.Contrôler les niveaux et positions des vannes. 3 - Contrôler les connexions externes.

Vibrations violentes.

4 - Contrôler le mécanisme du relais buchholz. 5 -.Effectuer des mesures d'isolement, des rapports de transformation. 6 - Dégazer l'huile du transformateur.

Traversée

Echauffement des connexions.

Raccordement desserré.

Nettoyer correctement les connecteurs. Resserrer les connexions.

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Equipement

Probl ème

Cause


contr ôlé

rencontré

possi ble

pour y remédier

Baisse niveau huile.

Fuite sur traversée.

Changer joint traversée. Refaire le niveau d'huile Changer la traversée..

Porcelaine cassée.

Choc sur traversée

Selon le cas, Réparation ou changement de la traversée.

Vibrations violentes. Traversées

Pour traversée huile/SF6

Contacts défaillants.

Fuite SF6/huile.

Vérifier les contacts de dépression et de surpression des manostats. Vérifier l'état des joints et soufflets. Remplacer le cas échéant.

Trace d'huile. Reprendre le réglage. Augmenter la réfrigération. Température trop élevée. Contrôler la traversée et le niveau de charge d'appareil. Vibrations violentes Jet d'huile par la soupape.

Soupape de surpression.

Surpression d'huile dans la cuve.

Vérifier que la tuyauterie assécheur et conservateur n'est pas obstruée.

Arc électrique interne.

1 -.Prélever les gaz pour analyser dès que possible. Ne remettre sous tension qu’après analyse des résultats. .2 -.Effectuer des mesures d'isolement, des rapports de transformation.

Bruit anormal.

Roulements abîmés.

Remplacer les roulements.

Moto-pompe

Sens rotation inversé.

Indicateur circulation d'huile

Indicateur à l'arrêt.

Pompe à l'arrêt.

Inverser 2 phases du moteur. Vérifier à nouveau le sens de rotation. Vérifier le fonctionnement de la pompe Vérifier relai thermique

Rotation pompe inversée.

Inverser 2 phases du moteur. Vérifier à nouveau le sens de rotation.




Equip ement

Probl ème

Cause


contr ôlé

rencontré

possi ble

pour y remédier

Bruit anormal.

Roulements abîmés.

Motoventilateur

Vérifier l’absence d’échauffement dans le bobinage moteur

Sens de rotation. Frottement des pales.

Aér oréfrigérant

Refroidissement insuffisant.

Encrassage des faisceaux de tubes.

Inverser 2 phases du moteur. Vérifier à nouveau le sens de rotation. Nettoyer les pales. Vérifier équilibrage des pales. Nettoyer le faisceaux.

Déboucher les trous d'évacuation d'eau.

Echauffeme nt Fuite d'huile.

Remplacer les roulements.

Percement.

Changement du radiateur.

Soudure défectueuse.

Refaire la soudure.

Bulles d'air.

Purger le radiateur.

Radiateur

Bruit anormal.

Vibrations

Impossibilité Système de commande de changer bloqué. de position. Régleur hor stension

Contact mauvais. Pas de tension.

Vérifier la fixation du radiateur. Vérifier et repérer la commande si nécessaire.

Vérifier l'état des contacts et changer si besoin.

Carbone formé par arcs électriques sur contact. . Changemen t de position impossible électriquem ent. Régleur en charge.

Pas d'alimentation sur la commande moteur. Fin de course bloquée. .

Enclenchem ent de toutes les positions sans arrêt.

Contact d'arrêt défectueux.

Vérifier alimentation et relais du moteur. Réenclencher le relais moteur. Vérifier leur fonctionnement manuellement. . Vérifier et remplacer le contact d'arrêt.


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