Pourquoi effectuer un essai de tension supportée en résonance série sur les transformateurs
Premièrement, la capacité des équipements d’essai requis pour les essais en résonance série des équipements à haute tension et de grande capacité augmente. Les méthodes conventionnelles d’essai à la tension continue à fréquence industrielle ne parviennent souvent pas à répondre aux besoins des essais sur site ; aussi la méthode d’essai en résonance série à la tension continue est-elle largement utilisée pour les essais sur site des transformateurs.
L’essai de tension supportable en résonance série est un essai important permettant d’évaluer la tenue diélectrique des équipements tels que les transformateurs, les réactances et les transformateurs de tension. Prenons l’exemple des transformateurs : l’essai de tenue diélectrique en courant alternatif à fréquence industrielle ne vérifie que la tenue diélectrique de l’isolation des enroulements, c’est-à-dire l’isolation entre les enroulements haute tension, moyenne tension et basse tension, d’une part, et les parties mises à la terre telles que la cuve à huile et le noyau ferromagnétique, d’autre part. Toutefois, l’isolation longitudinale — qui désigne l’isolation entre spires, entre couches et entre sections d’un même enroulement — n’est pas contrôlée par cet essai. L’essai de tenue diélectrique en résonance série consiste à appliquer, sur le côté basse tension du transformateur, une tension supérieure d’un certain multiple à la tension nominale, afin d’obtenir, par induction électromagnétique propre au transformateur, la tension d’essai requise sur l’enroulement haute tension, et ainsi tester à la fois l’isolation principale et l’isolation longitudinale du transformateur. Cet essai est particulièrement adapté aux transformateurs à isolation graduelle du point neutre, pour lesquels il est impossible d’utiliser une haute tension externe lors de l’essai de tenue diélectrique en courant alternatif à fréquence industrielle ; leur isolation principale et leur isolation longitudinale sont donc évaluées par un essai de tenue diélectrique par induction. Afin d’accroître la tension d’essai sans saturer le noyau ferromagnétique, on utilise fréquemment la méthode consistant à augmenter la fréquence industrielle, ce qui peut s’expliquer à partir de l’équation du potentiel du transformateur.
E = KfB
Dans la formule, E représente le potentiel induit ;
K – constante ;
F – fréquence ;
B – Densité de flux magnétique.
À partir de ceci, on peut constater que, dans l’essai de tension résistante en résonance série, si la densité d’induction magnétique doit rester constante, la fréquence doit être doublée proportionnellement lorsque la tension est doublée. Par conséquent, la fréquence de l’alimentation utilisée pour l’essai de tension résistante par induction doit être supérieure au double de la fréquence nominale, en utilisant généralement des fréquences de 100 Hz, 150 Hz et 200 Hz.
Il existe plusieurs méthodes pour obtenir une alimentation haute fréquence :
1. Groupe électrogène à haute fréquence. Il est composé d’un moteur électrique entraînant un générateur à haute fréquence. La régulation de la tension du groupe électrogène s’effectue en modifiant la résistance variable d’excitation de l’excitatrice afin d’ajuster l’excitation du rotor du générateur, ce qui permet ainsi d’obtenir une tension de sortie lisse et réglable au niveau de l’enroulement statorique du générateur. Cette méthode est couramment utilisée dans les usines de fabrication.
2. L’alimentation électrique de test pour le moteur asynchrone à enroulement avec double fréquence est obtenue par traction inverse. Cette méthode est appelée méthode de freinage inverse. Il s’agit en réalité d’un exemple d’utilisation de moteurs asynchrones à enroulement comme convertisseurs de fréquence asynchrones.
3. Connectez les trois enroulements en triangle ouvert afin d’obtenir une alimentation de test à fréquence triple. Il s’agit d’une méthode relativement simple à mettre en œuvre sur site pour les essais de tenue diélectrique par induction. Ces dispositifs peuvent être constitués de trois transformateurs monophasés, ou certains utilisent des transformateurs à cinq colonnes comme alimentations spécialisées à fréquence triple.
4. Alimentation électrique inverseuse à fréquence variable et tension réglable par silicium commandable. L’application de la technologie d’inverseuse à thyristors pour générer une haute fréquence et l’utiliser comme alimentation électrique pour les essais de tenue diélectrique par induction présente des avantages significatifs. En effet, elle est légère et peut fonctionner avec une alimentation électrique alternative basse tension de 380 V ; en outre, l’appareil possède également une fonction de réglage de la tension, permettant ainsi d’économiser une grande quantité d’équipements, etc. Il s’agit donc d’un dispositif d’alimentation prometteur pour les essais de tenue diélectrique par induction à fréquence doublée.