Diagnostic des changeurs de prises en charge: de nombreuses questions - une solution!

16 october 2023

DIAGNOSTIC SUR PLACE SANS DEMONTAGE (DRM) →

DIAGNOSTIC AVEC LE DÉMONTAGE →

DIAGRAMME CIRCULAIRE →

OSCILLOGRAPHIE →

MESURE DE RÉSISTANCE  →

Actuellement, les dispositifs de contrôle en charge (OLTC) sont de plus en plus répandus et utilisés dans le fonctionnement des transformateurs de puissance modernes. Ce n'est pas par hasard, car ce type de dispositif de commutation est pratique dans l'exploitation en offrant la possibilité de réguler la tension chez le consommateur sans extinctions. Mais est-ce que tout le monde utilise cette fonctionnalité en pratique? C'est un sujet pour un article séparé.

Le changeur de prises en charge dans un transformateur de puissance est un objet le plus grand et techniquement complexe avec des mécanismes et des pièces mobiles et rotatifs à travers lesquels le courant nominal circule en permanence. Donc, un appareil d'une telle importance, comme nul d'autre, nécessite une attention et un contrôle particuliers.

Essentiellement, les changeurs de prises en charge sont divisés en dispositifs à réacteur et à résistance, et l'extinction de l'arc pendant la commutation se produit soit dans l'huile, soit dans le vide.

Le principe de fonctionnement du changeur de prises en charge, comme de chaque objet techniquement complexe, détermine aussi ses défauts type, qui nécessitent une identification et une élimination préalables. Le processus de fonctionnement du dispositif se caractérise par une particularité: le courant nominal et le courant de court-circuit (SC) circulent à travers les éléments constitutifs du dispositif - le contacteur et le sélecteur, et lorsque le changeur de prises en charge est commuté, l'arc s'éteint au niveau des contacts d'extinction d'arc du contacteur. Tout cela provoque les dépôts de carbone et l'échauffement local. Il est important de noter qu'une interdiction de commutation en mode automatique donnera une certaine chance de réduire les défauts de fonctionnement en préservant les contacts d'arc du contacteur, mais tous les autres composants seront toujours exposés au courant électrique.

A condition de bien comprendre le principe de fonctionnement du changeur de prises en charge et de déterminer ses inévitables "dommages" de fonctionnement, il est possible d'identifier plus précisément un certain nombre de dysfonctionnements qui peuvent survenir:

• rupture des résistances de limitation de courant;
• retard et décalage du moment de la commutation;
• désynchronisation des arbres;
• jeu dans les mécanismes d'entraînement;
• rebonds de commutation;
• brûlement des contacts du contacteur ou du sélecteur;
• déformation/endommagement du réservoir du changeur de prises en charge;
• etc.

Même en connaissant un certain nombre de défauts possibles qui peuvent et doivent être déterminés à l'aide de diagnostics périodiques des changeurs de prises en charge, il existe un autre problème qui réside dans le fait que personne ne s'occupe de tels diagnostics. Cela signifie que de nombreux défauts qui pourraient être identifiés à un stade précoce, restent inaperçus jusqu'à ce qu'ils deviennent critiques.

Bien sûr, on peut mesurer la résistance à chaque étape, ce qui indiquera une divergence avec les données du passeport, on peut aussi prendre l'huile pour analyse, mais avec toute l'exactitude d'un tel diagnostic, cela nécessitera du travail pour recueillir l'anamnèse et attendre les résultats. Pour cette raison, une approche différente est nécessaire pour localiser le problème, à savoir, le diagnostic des changeurs de prises en charge à l'aide des dispositifs modernes spécialisés qui:

• automatisent le processus de diagnostic;
• ne nécessitent pas beaucoup de travail et de temps pour accomplir la tâche;
• économisent les finances de l'entreprise;
• prolongent la durée de vie du dispositif;
• excluent le besoin de démonter le changeur de prises en charge pour les diagnostics de routine;
• détectent les problèmes à un stade précoce.

Conformément aux exigences énumérées, le fabricant russe d'équipements de diagnostic SARL SKB EP produit et vend deux appareils PKR-2 et PKR-2M, dont la fonction fondamentale est la possibilité d'enregistrer simultanément pour toutes les phases un oscillogramme du fonctionnement du contacteur et un diagramme circulaire, ce qui permet d'analyser les composants mécaniques du changeur de prises en charge.

En plus, les appareils disposent d'un mode "vérification" pour régler le changeur de prises en charge après une réparation ou avant sa mise en service.

DIAGNOSTIC SUR PLACE SANS DEMONTAGE DES CHANGEURS DE PRISES EN CHARGE (MÉTHODE DRM)

Une fonction qui suscite de l’intérêt et la demande peut être le mode DRM, qui est utilisé sur les changeurs de prises en charge à résistance. Il est destiné au diagnostic express ou aux premiers contrôles, car il permet de vérifier l'état du contacteur sans ouvrir le boîtier du changeur de prises en charge, ce qui représente des avantages évidents (par défaut, ce mode est installé dans la modification PKR-2M).

Cette méthode de diagnostic est assez simple à réaliser: il suffit de se connecter aux entrées du transformateur de puissance où le changeur de prises en charge est installé, de démarrer la mesure sur l'appareil et de commuter le changeur de prises en charge. Le résultat d'un tel diagnostic sera un oscillogramme qui, grâce à un ajustement mathématique spéciale utilisé dans les appareils PKR, sera visuellement proche du "graphique en démontage" habituel (Fig. 1).

Après la réception d'un oscillogramme complet enregistré en mode DRM pour toutes les marches du changeur de prises en charge, l'utilisateur a la possibilité d'examiner chaque pic par mise à l'échelle, à la fois sur l'écran de l'appareil du groupe PKR et sur l'écran d'un ordinateur / laptop (ci-après dénommé PC) dans un logiciel spécial (ci-après dénommé logiciel). Même une telle expresse-analyse permettra déjà d'identifier d'éventuels défauts et dysfonctionnements du contacteur émergents (Fig. 2 et Fig. 3).

Les diagnostics DRM conviennent pour évaluer l'état d'un contacteur et vérifier le déroulé de son fonctionnement. Les résultats permettent d'évaluer l'intégrité des résistances, le synchronisme de déclenchement et la durée de fonctionnement du contacteur.

La méthode de diagnostic avec le démontage permet de vérifier à la fois le contacteur et le sélecteur du changeur de prises en charge, et notamment, l'ordre de fonctionnement de ses éléments. Ce type de diagnostic est plus répandu; il est utilisé pour localiser le dommage, lors du réglage du changeur de prises en charge avant la mise en service ou pour le réglage après l'achèvement des travaux de réparation.

DIAGNOSTIC AVEC LE DÉMONTAGE DES CHANGEURS DE PRISES EN CHARGE

Cette méthode de diagnostic est la plus compréhensible et la plus évidente. Son utilisation s'étend aux changeurs de prises en charge à résistance et à réaction, mais diffère des types de données enregistrées, selon les caractéristiques et les exigences de conception:

• dans les changeurs de prises en charge à résistance, un diagramme circulaire et un oscillogramme du fonctionnement du contacteur sont enregistrés;
• dans les changeurs de prises à réaction, seulement un diagramme circulaire est enregistré, car en raison des caractéristiques techniques de fonctionnement de ce type d'appareil il est impossible d'enregistrer un oscillogramme.

Cette méthode de diagnostic demande plus de travail et de temps, en commençant par la préparation du diagnostic, le diagnostic proprement dit et, bien sûr, le montage inverse pour réintégration du changeur de prises en charge dans le processus de fonctionnement. Pour connecter un appareil du groupe PKR aux contacts fixes du contacteur, il est nécessaire d'ouvrir le couvercle du boîtier du changeur de prises en charge et de se connecter de l'intérieur du réservoir du transformateur de puissance; par conséquent, il est nécessaire de vidanger l'huile partiellement ou complètement (Fig. 4).

La conception des appareils PKR-2 et PKR-2M prend en compte les difficultés particulières qui surviennent lors des diagnostics démontés. C'est pourquoi des sondes de contact spéciales ont été élaborées (Fig. 5) pour permettre de ne pas vidanger l'huile, ou de le vidanger partiellement. De plus, quand le réservoir est sans huile, mais qu'il ne peut pas être retiré et que les contacts se situent en profondeur, l'utilisation de sondes permet au diagnostiqueur de ne pas "plonger" dans le réservoir lui-même et éviter ainsi un danger potentiel.

DIAGNOSTIC AVEC LE DÉMONTAGE DES CHANGEURS DE PRISES EN CHARGE : DIAGRAMME CIRCULAIRE

Pour enregistrer les diagrammes circulaires, les appareils du groupe PKR sont équipés d'un capteur de déplacement angulaire spécial DP22 (Fig. 6), qui est installé sur l'arbre d'entraînement du dispositif à l'aide d'axes et de bagues spéciaux qui prennent en compte diverses conceptions. Le capteur permet de mesurer l'angle de rotation et le nombre de tours de l'arbre du changeur de prises en charge dans la plage de mesure de 0 ÷ 360º.

Le diagnostic à l'aide de diagrammes circulaires permet de visualiser l'ensemble du processus de commutation du changeur de prises en charge et d'évaluer son état en déterminant le jeu de déclenchement. Les résultats affichés sur l'écran de l'appareil du groupe PKR ou dans le logiciel sur PC présentent d'une façon claire le fonctionnement des principaux composants et leur séquence d'actions, les valeurs angulaires pour toutes les phases et les éventuels défauts visibles à l'œil nu: la commutation dans les trois phases doit s'effectuer de manière synchrone, de sorte que les moindres décalages et différences soient immédiatement visibles (Fig. 7).

Par exemple, sur les diagrammes circulaires des changeurs de prises en charge à résistance, on peut voir clairement la différence entre les rotations de déclenchement du sélecteur et du contacteur dans les sens avant et arrière, ainsi que le synchronisme du fonctionnement du sélecteur (Fig.8 et Fig.9).

La présentation des diagrammes circulaires pour les changeurs de prises en charge à réaction et à résistance sera différente en raison de différences techniques.

DIAGNOSTIC AVEC LE DÉMONTAGE DES CHANGEURS DE PRISES EN CHARGE: OSCILLOGRAPHIE

A part le diagramme circulaire, un oscillogramme du fonctionnement du contacteur peut être enregistré dans les changeurs de prises en charge à résistance dû à la nécessité de contrôler les étapes de sa commutation.

Lors du diagnostic des changeurs de prises en charge à résistance, les appareils du groupe PKR sont connectés aux contacts fixes du contacteur. Pour obtenir les données les plus fiables, le contacteur doit commuter dans l'huile, donc l'utilisation de sondes de contact dans ce cas précis, est une condition essentielle (Fig. 5).

Les résultats de l'oscillographie des appareils du groupe PKR sont présentés dans les figures ci-dessous (Fig. 10). Dans ce cas, sur les oscillogrammes dans les deux directions des rebonds sur les phases A et C sont démontrés. Leur répétition sur plusieurs niveaux peut indiquer la présence d'un défaut dans les contacts du contacteur, et le plus souvent il s'agit de brûlures.

Suite aux oscillogrammes obtenus et les défauts identifiés sur les graphiques, le contacteur a été retiré du réservoir et du transformateur. L'évaluation préalable à l'aide des graphiques a été confirmée (Fig. 11).

Il est important de noter que pour les dispositifs à résistance, l'enregistrement d'un diagramme circulaire et d'une oscillographie à l'aide d'un appareil du groupe PKR s'effectue en une seule mesure, ce qui réduit considérablement le temps de diagnostic.

DIAGNOSTIC AVEC LE DÉMONTAGE DES CHANGEURS DE PRISES EN CHARGE : RÉSISTANCE DE TRANSITION DES CONTACTS DU CONTACTEUR

La méthode de diagnostic avec le démontage permet de vérifier la résistance des contacts du contacteur en utilisant les microohmmètres ou les milliohmmètres du groupe MIKO de la société SKB EP. La mesure de la résistance des contacts et des connexions flexibles est réglementée pour le contrôle (données du passeport ou protocoles avant et après réparation) et doit être surveillée à la fois d'une façon numérique à l'aide des appareils spéciaux ainsi que visuellement. Comme démontre la pratique, la destruction des connexions flexibles ne peut pas toujours être détectée par des mesures, une inspection visuelle est parfois nécessaire (Fig. 12).

En conclusion, notons que les équipements de diagnostic modernes du groupe PKR et MIKO fabriqués par SARL SKB EP permettent d'évaluer pleinement les performances des différents changeurs de prises en charge et de détecter des divers défauts à stade précoce ou déjà avancés. Jeux, rebonds, retards de déclenchement, désynchronisation de fonctionnement, ruptures de résistance, fonctionnement incorrect du changeur de prises en charge, surestimation des valeurs de la résistance du contacteur et du sélecteur - tout cela et bien plus encore peut être déterminé à l'aide de ces appareils.

L'utilisation d'appareils du groupe PKR et MIKO permet de déterminer l'état précis du changeur de prises en charge, de localiser exactement ses défauts, ainsi que de configurer correctement son fonctionnement et de prolonger la durée de vie des connexions de contact du dispositif.

Si vous avez des questions et souhaitez recevoir plus d'informations sur n'importe quel mode de fonctionnement des appareils PKR-2 ou PKR-2M, veuillez nous contacter par téléphone +7 (812) 500-25-48, par e-mail skb@skbep.com. Les spécialistes de SARL SKB EP répondront rapidement à toutes vos questions.