fonctionnement d’un système électrique : diagnostic électrique

Le diagnostic électrique

Test de diagnostic du transformateur (diagnostic électrique) : normes pour diagnostiquer l’équipement avec l’analyse de réponse en fréquence de balayage

L’analyse de réponse en fréquence de balayage (SFRA) est devenue un outil puissant dans les évaluations avancées des transformateurs de puissance et probablement l’un des principaux et premiers outils utilisés pour diagnostiquer les transformateurs en difficulté ou comme un test de maintenance régulier. En plus de pouvoir détecter les problèmes liés à l’intégrité mécanique ou électrique du transformateur, les résultats peuvent être comparés aux résultats d’essais traditionnels tels que le rapport de transformation du transformateur (TTR), la résistance d’enroulement ou la réactance de fuite.

diagnostic électrique obligatoire

Le test SFRA est utile lorsqu’une mesure de référence est comparée à un diagnostic si les deux tests ont été effectués selon les meilleures pratiques afin de garantir la répétabilité des résultats; cependant, selon les caractéristiques inhérentes au test SFRA, la répétabilité peut être facilement compromise.

 

Par conséquent, pour sa valeur technique et l’importance d’obtenir des mesures fiables, il devient nécessaire d’effectuer des tests SFRA avec les meilleures pratiques. Les organismes internationaux de normalisation et de recherche ont travaillé à l’élaboration de normes et de guides de test SFRA, et jusqu’à présent, il existe quatre documents de référence importants: deux normes approuvées et deux guides

 

Les ingénieurs (pour le diagnostic électrique) évaluent chaque composant d’un système électrique parce qu’ils sont tous importants: les générateurs, l’appareillage, les lignes de transmission et de distribution, et les transformateurs de puissance. Ensemble, ces composantes forment un tout qui a une incidence sur toute la vie moderne parce que nous dépendons du pouvoir pour soutenir notre société.

 

Le fonctionnement d’un système électrique doit donc être continu; il doit être sûr, sécurisé et fiable. La fiabilité dépend de la prévention des problèmes avant qu’ils ne surviennent. Ceci est souvent accompli grâce à une maintenance et des tests appropriés des composants de la sous-station, et cet adage est particulièrement vrai avec un composant particulièrement important: les transformateurs de puissance.

 

Malheureusement, les transformateurs de puissance, étant critiques, sont difficiles à programmer pour l’évaluation de l’état et la maintenance. À mesure que la croissance de la charge augmente, ces transformateurs deviennent plus importants et, inversement, la fenêtre de temps pour les maintenir se rétrécit.

 

Astuce 1: Soyez conscient de la synchronisation et des normes

 

Comme l’ingénieur (diagnostic électrique) du poste considère un calendrier de maintenance et de test, il faut garder à l’esprit le nombre de fois que les transformateurs de puissance ont été testés ou devraient l’être.

 

Tous les transformateurs de puissance sont d’abord testés en usine. Ils sont également testés lors de l’installation, dans le cadre d’un programme de maintenance, après une défaillance du système et lorsque d’autres équipements (ou l’intuition d’un ingénieur) nécessitent une évaluation de l’état. Chacun de ces tests nécessite un état d’esprit différent et implique des normes différentes. Lorsque l’ingénieur de sous-station tombe dans le cycle de vie du transformateur de puissance dicte ses normes de référence, mais suit un ensemble de directives:

 

Tests d’usine:

 

  • Normes générales de l’Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE) pour les transformateurs de distribution, de puissance et de régulation immergés dans l’eau (C57.12.00); et

 

  • Code d’essai normalisé IEEE pour les transformateurs de distribution, de puissance et de régulation immergés dans des liquides et les guides pour les essais de court-circuit (C57.12.90).

 

Essais électriques sur le terrain (diagnostic électrique):

 

  • IEEE 62-1995 (R2005): Guide de l’IEEE pour les essais diagnostiques sur le terrain des appareils électriques – Partie 1: Transformateurs de puissance, régulateurs et réacteurs remplis d’huile;

 

  • IEEE C57.93-2007: Guide d’installation et de maintenance des transformateurs de puissance immergés dans des liquides; et

 

  • IEEE PC57.152 D5.1: Guide provisoire pour les essais diagnostiques sur le terrain des transformateurs, régulateurs et réacteurs remplis de liquide.

 

Autres références:

 

  • IEEE 4. Norme pour les essais à haute tension (essais à haute tension);

 

  • Section 10 des normes internationales de l’American Society for Testing and Materials (ASTM) (tests d’isolation);

 

  • Commission électrotechnique internationale 60076 – Partie 1 (essais généraux, clause spécifique 10) et Partie 3 (essai du système diélectrique); et

 

  • CIGRE 227. GUIDE des techniques de gestion de la vie pour les transformateurs de puissance, préparé par le CIGRE WG A2.18, 2003.

 

Astuce 2: Soyez à l’aise et apportez le manuel

 

Tout technicien qui teste (qui réalise un diagnostic électrique) des transformateurs de puissance doit être à l’aise avec la connexion et l’utilisation de l’instrument de test. Et, le technicien devrait apporter un guide de l’utilisateur à consulter.

Astuce 3: Connaître les dangers

 

Traiter de la performance énergétique, ce qui n’est pas surprenant, est dangereux – en particulier les niveaux élevés de tension et de courant des transformateurs de puissance. Celui qui teste ces composants critiques doit être correctement formé, et un endroit pour commencer est la lecture. La National Fire Protection Association produit des «Normes pour la sécurité électrique sur le lieu de travail» avec d’excellentes recommandations. En outre, la section 3.2.1 de la norme «Normes d’essais d’acceptation (NETA ATS-2009)» de l’International Electrical Testing Association (NETA) peut être utile pour déterminer les qualifications de sécurité d’un inspecteur.

Astuce 4: Recherchez les deux Cs- Certification et Calibration

 

Même s’il semble logique de s’assurer que l’équipement d’essai est calibré et certifié pour effectuer les tests requis, de nombreux propriétaires d’actifs ne demandent pas de certificat d’étalonnage pour l’équipement d’essai. Les directives d’étalonnage des équipements d’essai sont données dans NETA ATS 2009, section 5.3. Cette directive dit: « La société d’essai doit calibrer l’instrumentation de terrain chaque année et la précision de cet étalonnage est directement traçable à l’Institut national des normes et de la technologie (NIST). »

Astuce 5: Rappelez-vous l’équipement de sécurité

 

Lors des tests ou diagnostic électrique, un équipement de protection individuelle doit être porté et il pourrait sauver des vies. Les harnais protègent les testeurs des chutes; les gants gardent un choc aléatoire des mains brûlantes. De même que pour inspecter les équipements des sous-stations, inspectez et testez régulièrement l’équipement de protection et les outils de protection. La norme pertinente est l’article 250 de la National Fire Protection Association (NFPA) 70E.

Astuce 6: Terre

 

Pour tous les tests, assurez-vous que l’équipement du testeur a une bonne mise à la terre et que le transformateur et l’équipement d’essai doivent être dans la même boucle de mise à la terre.

Astuce 7: Regardez autour de

 

Les inspections visuelles de l’équipement sur place et de la zone sont vitales. Alors que les tests peuvent être effectués sur une unité hors ligne, les autres unités ne le sont généralement pas. L’autre appareil électrique de la sous-station sera alimenté et, par conséquent, une source de champs électriques et magnétiques. Pendant le test de l’unité hors ligne, les procédures de verrouillage / étiquetage doivent être suivies. La «Norme sur le contrôle des énergies dangereuses (verrouillage / étiquetage) de l’Administration de la sécurité et de la santé au travail (OSHA), Titre 29 du Code des règlements fédéraux (CFR), partie 1910.147» traite de ces questions. Il énumère les pratiques et procédures nécessaires pour désactiver les machines ou l’équipement afin de prévenir les accidents pendant les essais.

 

Lorsque l’environnement a été sécurisé pour les tests, consultez les recommandations de la norme NETA ATS 2009 7.2.2.1 pour l’inspection visuelle et mécanique des transformateurs remplis de liquide. Rappelez-vous que l’ATS est pour les tests d’acceptation, et que certaines étapes peuvent être ignorées lors des tests de routine. Les testeurs (pour le diagnostic électrique) doivent cependant vérifier les informations de la plaque signalétique; effectuer une inspection au sol; vérifier la présence de l’étiquetage du contenu en bi phényles poly chlorés (PCB), vérifié que tous les points de connexion à l’équipement d’essai sont propres, le niveau de liquide dans les réservoirs et les traversées, le fonctionnement des changeurs de prises et le fonctionnement et la précision des jauges de température.

Astuce 8: Décharger et démagnétiser avant de tester

 

Le technicien doit éviter de conserver l’aimantation de base et les charges résiduelles dans l’isolation. Il est donc recommandé de décharger et de démagnétiser l’unité avant de la tester. Un défaut traversant, des transitoires linéaires ou toute autre opération de commutation laissera un magnétisme résiduel dans le noyau du transformateur susceptible d’altérer ou de modifier les résultats de test, en particulier en cas de test de courant d’excitation et d’analyse de réponse en fréquence. Selon les normes IEEE, les testeurs peuvent neutraliser l’alignement magnétique du cœur en appliquant une tension continue de polarités alternatives au transformateur pour des intervalles décroissants. Si le transformateur a été utilisé, le technicien doit quitter l’unité pendant au moins deux heures pour se refroidir. Travailler avec une température d’enroulement ou d’huile supérieure proche de la température ambiante car la dynamique thermique est plus lente et les facteurs de correction plus fiables.

Astuce 9: Connaître le test

 

Les techniciens peuvent réaliser de nombreux tests sur les transformateurs: résistance d’isolement, taux de rotation, résistance d’enroulement, facteur de dissipation, courant d’excitation, impédance de court-circuit, fréquence de balayage et fréquence diélectrique. Quel que soit le choix du testeur, les principes de base doivent être compris (voir encadré).

 

Lorsqu’un technicien termine le test du transformateur de puissance, les données doivent être conservées en sécurité, en insérant (ou en entrant) un enregistrement des résultats. Cela permettra des tendances de données provenant de tests antérieurs lors de tests futurs, avec des informations plus précises sur les conditions du transformateur. Des informations plus précises rendront la prochaine fenêtre de test plus efficace et adaptée aux besoins et à la portée du système, et faciliteront la vie du gestionnaire de poste.

 

S’il vous plaît noter: Ce ne sont que des faits saillants et ne devrait pas être considéré comme le dernier mot sur les tests. Les directives du gouvernement, du fabricant et du lieu de travail doivent être suivies avec précision pour la sécurité individuelle et la protection de l’équipement.

Le testeur

 

  • Test de résistance d’isolation: La durée de vie d’un transformateur est limitée par la durée de vie de son système d’isolation. Les techniciens doivent être conscients des courants de fuite possibles qui circulent sur la surface des traversées et utiliser le câble de garde du jeu d’essai de résistance d’isolation pour minimiser l’effet de ces courants sur les résultats.

 

  • Test de rapport de rotation: Le testeur applique un signal de basse tension, idéalement, à l’enroulement haute tension. Les données sont extraites de l’enroulement basse tension. Si vous testez le transformateur du côté basse tension, le testeur doit utiliser la plus basse tension disponible.

 

  • Test de résistance d’enroulement: Ce test est normalement effectué sur chaque enroulement, séparément. Les techniciens partent du côté haute tension et continuent ensuite vers le côté basse tension pour la plupart des transformateurs. De grands tests de transformateur configurés en YA injectent du courant simultanément.

 

  • Facteur de dissipation (tan δ) Test: Cet essai implique un équipement à haute tension. Les testeurs doivent s’assurer que l’équipement d’essai est correctement mis à la terre et connecté en toute sécurité au transformateur. Comme un transformateur n’est pas idéal et que les conditions de la sous-station ne sont pas les mêmes, les testeurs rencontreront des interférences électromagnétiques (EMI) à différents niveaux et de différents types (alternatif ou continu) provenant de diverses sources. Cela crée un bruit électrique qui doit être supprimé par l’équipement d’essai – ce qui est l’une des raisons pour lesquelles le test tan δ est effectué à haute tension.

Diagnostic électrique :

Test de courant d’excitation: Normalement, ce test est uniquement effectué du côté haute tension du transformateur. Les techniciens ont le choix entre deux instruments pour effectuer des essais de courant d’excitation: un instrument de rapport de transformation du transformateur (TTR) ou un ensemble de test du facteur de dissipation. La principale différence est la tension d’essai appliquée pour exciter le transformateur.

 

  • Test d’impédance de court-circuit: lorsqu’un testeur court-circuite l’enroulement secondaire, un courant de courant élevé peut être attendu entre les bornes court-circuitées. Le testeur doit donc utiliser des câbles volants d’au moins # 1 AWG (calibre de fil américain) ou 50 mm2 de section transversale; Sinon, les câbles de démarrage pourraient fondre pendant le test.

 

  • Test d’analyse (diagnostic électrique) de réponse en fréquence de balayage (SFRA): cette nouvelle technique peut détecter divers défauts dans un seul test. Le test est sensible aux connexions, à la configuration et au bruit interne. L’instrumentation doit avoir une large plage dynamique capable d’enregistrer les amplitudes des fonctions de transfert.

 

  • Test de réponse en fréquence diélectrique (DFR): un test de diagnostic par isolation diélectrique (DFR) ou spectroscopie de domaine fréquentiel (FDS) est un outil utile pour déterminer le pourcentage d’humidité dans l’isolation solide, la conductivité de l’isolation liquide et la dépendance à la température du facteur de dissipation. La procédure est similaire à l’exécution d’un test de facteur de dissipation. La principale différence est que le technicien effectue des mesures de capacitance et de tan delta à différentes fréquences.

A lire, autre sujet que le diagnostic électrique :

Diagnostic immobilier obligatoire vente

Prix des diagnostics immobiliers