L'hydrogène est-il le meilleur indicateur précoce de défaut dans l'huile des transformateurs ?
Lorsque les compagnies d'électricité pensent à contrôler la santé des transformateurs, la détection de l'hydrogène vient souvent en premier. Elle est considérée comme le meilleur moyen de détecter les problèmes à un stade précoce. Mais la surveillance de l'hydrogène est-elle suffisante en soi ? Ou faut-il surveiller d'autres gaz pour obtenir une vue d'ensemble ? Ce guide examine les avantages et les inconvénients de la surveillance de l'hydrogène uniquement par rapport à la vérification de plusieurs gaz.
Pourquoi la plupart des systèmes de surveillance d'un seul gaz se concentrent sur l'hydrogène
L'hydrogène gazeux se forme lorsque les transformateurs rencontrent des problèmes. Il apparaît très tôt dans le processus, souvent avant que d'autres signes d'alerte ne se manifestent. L'hydrogène est donc un excellent système d'alerte précoce.
Voici pourquoi l'hydrogène est spécial : il se forme à presque toutes les températures de défaut. Plus les problèmes s'aggravent et plus les températures augmentent, plus l'hydrogène se forme. D'autres gaz apparaissent et disparaissent à des températures différentes, mais l'hydrogène ne cesse d'augmenter.
Figure 1 : Modèles de formation de gaz en fonction de la température -Source : USBR.GOV
Comment l'hydrogène se forme
L'hydrogène apparaît souvent en premier lorsqu'il y a un défaut. Il s'agit notamment de problèmes tels que les décharges corona ou les petits arcs électriques. Voici ce qui le rend utile:
- Il apparaît partout : Se forme lors de décharges partielles, d'arcs électriques et de problèmes de chaleur
- S'aggrave avec les problèmes : Plus d'hydrogène signifie de plus gros problèmes
- Avertissement précoce : Apparaît souvent avant que vous ne puissiez détecter d'autres gaz défectueux
- Efficace : La surveillance d'un seul gaz est abordable
Le facteur coût : Quand utiliser quoi
Le choix entre la surveillance de l'hydrogène uniquement et l'analyse multigaz dépend de la criticité de votre transformateur et de votre budget.
Quand la surveillance de l'hydrogène fonctionne bien
Les moniteurs d'hydrogène monogaz tels que le Serveron TM1 et les séries Qualitrol DGA 150/250/400 fonctionnent parfaitement pour :
- Transformateurs de distribution, où les systèmes multigaz complets coûtent trop cher
- Grands parcs où vous devez surveiller de nombreux transformateurs
- Situations où l'alerte précoce des défaillances est votre principal objectif
- Lieux où vous avez besoin d'un fonctionnement sans entretien
Lorsque vous avez besoin d'une analyse multigaz
La TM8 surveille 8 gaz différents en ligne. Il vous fournit des informations beaucoup plus détaillées sur les transformateurs critiques grâce à :
- l'identification du type de défaut : Vous dit s'il s'agit d'un problème thermique, électrique ou mixte
- Meilleur diagnostic : Utilise des méthodes éprouvées comme le triangle de Duval pour identifier les problèmes
- Tableau complet : Suivi des 8 gaz défectueux, de l'humidité, de la température de l'huile et de la charge
- Résultats de qualité laboratoire : Donne des résultats toutes les 4 heures qui correspondent aux essais en laboratoire
Ce que la surveillance de l'hydrogène seul ne peut pas vous dire
Alors que l'hydrogène donne d'excellentes alertes précoces, la surveillance d'un seul gaz a des limites que vous devez connaître.
Ce que vous manquez avec l'hydrogène seul
Les études montrent que lorsque vous utilisez un seul gaz clé pour diagnostiquer les problèmes, vous obtiendrez une mauvaise réponse dans 30 à 50 % des cas. Cela peut conduire à de mauvaises décisions. Voici ce que la surveillance de l'hydrogène ne peut pas faire à elle seule:
- Faire la différence entre les problèmes thermiques et les problèmes électriques
- Donner des plages de température spécifiques pour les défauts thermiques
- Détecter les dommages causés à l'isolation du papier grâce à l'analyse du CO/CO2
- Détecter les fuites d'air grâce à la surveillance de l'O2/N2
Ce qui peut fausser les lectures d'hydrogène
Certaines huiles de transformateur contiennent des additifs appelés passivants. Ces produits chimiques aident à protéger l'huile mais peuvent rendre les relevés d'hydrogène plus élevés que la normale. Cela signifie que vous pouvez recevoir de fausses alertes si vous ne savez pas que votre huile contient ces additifs.
Les solutions DGA de Qualitrol
Qualitrol propose différentes solutions DGA pour différents besoins et budgets:
Moniteurs d'hydrogène monogaz
Serveron TM1 : Surveille les niveaux d'hydrogène en permanence. Vous pouvez le régler pour qu'il émette une alarme lorsque les niveaux deviennent élevés ou lorsqu'ils augmentent rapidement.
DGA 150/250/400 Series : Ces moniteurs sont installés directement dans l'huile du transformateur. Ils fonctionnent avec votre équipement de surveillance existant et sont faciles à installer.
Analyseurs multigaz
Serveron TM8 : C'est le meilleur choix pour les transformateurs critiques. Il surveille 8 gaz différents avec une précision digne d'un laboratoire.
Serveron TM3 : Surveille 3 gaz clés et utilise la méthode éprouvée du triangle de Duval pour identifier les types de défauts spécifiques.
Comment choisir la bonne stratégie de surveillance
Le choix entre la surveillance par hydrogène uniquement et la surveillance multigaz dépend de la criticité de votre transformateur, de votre budget et de ce que vous avez besoin de savoir.
Utilisez la surveillance par hydrogène lorsque :
- Vous gérez de nombreux transformateurs de distribution
- Les limites budgétaires empêchent les systèmes multigaz
- L'alerte précoce en cas de défaillance est votre principal objectif
- Vos transformateurs fonctionnent dans des conditions stables et prévisibles
Utilisez l'analyse multigaz pour :
- Transformateurs élévateurs de générateurs et grands transformateurs de puissance
- Transformateurs de sous-stations critiques où les temps d'arrêt coûtent cher
- Lorsque vous devez savoir exactement quel type de problème vous avez
- Transformateurs critiques où vous ne pouvez pas vous permettre de deviner
Stratégies de surveillance intelligentes
Beaucoup d'entreprises utilisent une approche à plusieurs niveaux. Elles installent des détecteurs d'hydrogène sur la plupart des transformateurs pour une alerte précoce, puis utilisent des systèmes multigaz sur leurs unités les plus critiques.
Les plateformes de surveillance actuelles vous permettent de suivre les données, d'obtenir des alertes et d'examiner les rapports depuis n'importe où. Vous disposez ainsi d'une visibilité claire sur l'état des transformateurs et les risques de défaillance.
Qualitrol propose également des services d'installation complets, une formation et une assistance à la surveillance 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, afin que vous puissiez accéder à vos données de transformateur depuis n'importe où.
Les meilleures pratiques en matière de surveillance DGA
Les programmes de surveillance réussis comprennent généralement les éléments clés suivants :
- Approche basée sur les risques : Utilisation de multigaz sur les transformateurs critiques, surveillance de l'hydrogène pour la couverture du parc
- Surveiller les tendances : Concentrez-vous sur la rapidité avec laquelle les choses évoluent, et pas seulement sur les niveaux actuels
- Prendre en compte l'environnement :
- Maintenez l'étalonnage : Assurez-vous que vos mesures restent précises grâce à une maintenance appropriée
- Formez votre équipe : Assurez-vous que les gens savent comment lire les données et prendre de bonnes décisions
Conclusion
La surveillance de l'hydrogène permet une excellente détection précoce des défauts et est rentable pour de nombreux besoins en matière de surveillance des transformateurs. Cependant, si vous gérez des transformateurs critiques, vous devriez envisager des systèmes DGA multigaz pour un diagnostic complet des défauts et une meilleure fiabilité.
La meilleure approche utilise souvent les deux technologies : les moniteurs à hydrogène pour une large couverture du parc et les analyseurs multigaz pour les transformateurs critiques où vous devez savoir exactement ce qui ne va pas.
Frequently Asked Questions
La surveillance de l'hydrogène peut-elle détecter tous les défauts des transformateurs ?
L'hydrogène apparaît dans la plupart des conditions de défaut, il donne donc un excellent avertissement précoce. Cependant, la surveillance d'un seul gaz ne peut pas vous indiquer le type spécifique de défaut que vous avez ou faire la différence entre les problèmes de chaleur et les problèmes électriques.
Quand devrais-je passer de la surveillance de l'hydrogène à la surveillance multigaz ?
Envisagez l'analyse multigaz pour les transformateurs critiques où vous devez identifier des types de défauts spécifiques, ou lorsque les tendances de l'hydrogène révèlent des problèmes en développement qui nécessitent un diagnostic détaillé.
Quels sont les facteurs qui affectent la production d'hydrogène en dehors des défauts ?
Les additifs d'huile (en particulier les passivants), la charge du transformateur, la température extérieure et l'âge de l'huile peuvent tous influer sur les niveaux d'hydrogène. Des tests de base et une analyse des tendances appropriés vous aident à distinguer les changements normaux des conditions de défaillance.