Le fonctionnement à pleine charge à long-terme-des transformateurs immergés dans l'huile-teste non seulement la capacité de surcharge à court-terme de l'équipement lui-même, mais également la stabilité à long-terme de la dissipation thermique, de l'isolation et de la coordination des accessoires. « Pleine charge » signifie que la température du point chaud de l'enroulement et la température supérieure de l'huile se rapprochent de la limite de conception, et que le taux de vieillissement du papier isolant s'accélère de façon exponentielle avec l'augmentation de la température. Le personnel de maintenance sur site{{7} doit reconnaître que la pleine charge n'est pas la cause directe d'une panne, mais plutôt un catalyseur qui accélère la détérioration et expose les problèmes cachés.
Dans des conditions de charge-à pleine charge-à long terme, l'accent principal ne doit pas être mis sur le transformateur lui-même, mais sur l'efficacité réelle du système de refroidissement. La dissipation thermique des transformateurs immergés dans l'huile dépend de la circulation de l'huile et de la différence de température entre la surface du radiateur et l'air. Lorsque la température ambiante augmente ou que le radiateur accumule une forte poussière, la température de l'huile augmente progressivement même si la charge reste inchangée. Pendant la maintenance, le seuil de démarrage et la direction du ventilateur du radiateur doivent être vérifiés régulièrement, l'accumulation de poussière entre les lamelles doit être nettoyée et la pompe à huile (le cas échéant) doit être assurée qu'elle fonctionne normalement. Pour les transformateurs à circulation d'huile naturelle, une attention particulière doit être accordée à savoir si le niveau d'huile se situe à la ligne standard ; un faible niveau d’huile affaiblira directement la capacité de dissipation thermique par convection.
La température du point chaud du bobinage est un indicateur essentiel pour évaluer la durée de vie de l’isolation, mais la mesure directe est difficile. Elle est généralement estimée en utilisant la température maximale de l'huile plus l'augmentation de la température du bobinage par rapport à l'huile. En fonctionnement à pleine charge à long-terme, il est recommandé de contrôler la température supérieure de l'huile en dessous de 85 degrés (la durée de vie des matériaux isolants de classe A est considérablement raccourcie à 98 degrés) et d'enregistrer les tendances à l'aide de thermomètres d'enroulement de transformateur ou de mesure de température par fibre optique (si disponible). Si la température de l'huile s'avère significativement supérieure aux moyennes historiques sous la même charge, des courts-circuits entre les spires ou des blocages des canaux d'huile doivent être suspectés, nécessitant une analyse plus approfondie par chromatographie de l'huile pour le diagnostic.
L'état de l'huile isolante change radicalement lors d'un fonctionnement à long-pleine charge-à charge. Les températures élevées accélèrent la formation de boues, réduisent la résistance de l'isolation et élèvent la référence de l'analyse des gaz dissous (DGA). Pendant le fonctionnement à pleine -charge, il est recommandé de raccourcir le cycle de test DGA à une fois par trimestre, en se concentrant sur les taux de production de gaz d'acétylène, d'hydrocarbures totaux et de monoxyde de carbone. Lorsque le taux de production total d'hydrocarbures dépasse 10 mL/h ou que l'acétylène montre une tendance à la hausse, même si le seuil d'avertissement n'a pas encore été atteint, une évaluation complète doit être menée sur la base de la courbe de charge et des dossiers de maintenance, et une inspection en cas de panne de courant doit être effectuée si nécessaire.
La fiabilité des accessoires et composants est également testée à pleine charge. Lorsque les changeurs de prises en charge-sont réglés sous un courant à pleine charge, l'énergie de l'arc est plus grande et le taux d'érosion des contacts est accéléré. La qualité de l'huile dans la chambre à huile et les enregistrements de fréquence de commutation doivent être vérifiés, et les cycles de maintenance doivent être raccourcis conformément au manuel du fabricant. Les cas de bornes à traversées transportant un courant nominal pendant des périodes prolongées conduisant à une génération de chaleur, entraînant un recuit des boulons de fixation ou une résistance de contact accrue, ne sont pas rares. La thermographie infrarouge doit couvrir tous les câbles haute et basse tension, en se concentrant sur la comparaison si la différence de température triphasée dépasse 10K. La fiabilité des soupapes de surpression et des relais de gaz doit également être vérifiée pour éviter un dysfonctionnement en cas de panne.
Pour les scénarios prévus pour un fonctionnement à pleine charge-à long terme-, la conception des marges pendant la phase de sélection est plus importante que la correction post-opérationnelle. Si la courbe de charge est stable et prolongée, il est recommandé d'envisager d'ajouter un refroidissement par air à circulation d'huile forcée (ONAF) lors de la sélection, ou de sélectionner directement une spécification de capacité plus élevée, de sorte que le transformateur ait toujours une marge d'échauffement d'environ 10 % à 20 % à pleine charge réelle. Cela prolonge non seulement la durée de vie de l’isolation, mais fournit également un tampon contre les fluctuations du système. Lors de la conception de solutions pour les transformateurs immergés dans l'huile de 35 kV et moins, Zhejiang Ruichuang Electric Co., Ltd. prend généralement en compte les caractéristiques de charge de l'utilisateur et la température ambiante annuelle moyenne pour fournir des références de sélection permettant de faire correspondre les méthodes et la capacité de refroidissement. Cette communication proactive permet d'éviter les défis liés à la mise à niveau dans des conditions de pleine charge à long terme.
La gestion de l’environnement opérationnel est cruciale. Le volume de ventilation à l'intérieur de la salle de transformation ou du poste de transformation doit être vérifié par rapport à la production de chaleur à pleine charge-. Si la surface d'entrée et de sortie d'air est insuffisante, la recirculation de l'air chaud créera des zones localisées à haute température-. Pour les installations extérieures, les transformateurs doivent être protégés de la lumière directe du soleil pendant une période prolongée ; l'installation de pare-soleil peut réduire efficacement la température supérieure de l'huile de 2 à 3 degrés. Parallèlement, il convient de prêter attention aux fluctuations saisonnières de la charge. Pendant les périodes de températures élevées et de charges élevées, des ajustements appropriés de la compensation de puissance réactive peuvent réduire le courant réactif transmis par le transformateur, réduisant ainsi directement les pertes dans les enroulements.
Après un fonctionnement à pleine charge-à long terme-, la stratégie de maintenance doit passer de la "maintenance périodique" à la "maintenance basée sur l'état-". Lors de chaque maintenance en cas de panne de courant, en plus des tests de routine de résistance d'isolation et de perte diélectrique, il est recommandé de vérifier de manière aléatoire les dispositifs de serrage des enroulements pour détecter tout signe de desserrage. Des dilatations et contractions thermiques répétées peuvent facilement provoquer le desserrage des pinces à noyau, générant ainsi des vibrations et du bruit supplémentaires. Un cas montre qu'un transformateur immergé dans l'huile dans un projet de parc éolien a fonctionné à pleine charge pendant de longues périodes. Lors d'une visite technique de suivi-fournie par Ruichuang Electric, l'analyse des tendances par chromatographie d'huile a détecté un problème potentiel de légère surchauffe entre les spires dans l'enroulement basse-tension, empêchant le défaut de s'aggraver. Cette accumulation d’expérience opérationnelle constitue précisément la valeur professionnelle que les fabricants d’équipements peuvent apporter aux utilisateurs au-delà de la simple fourniture de produits.
Enfin, il faut souligner que les systèmes de surveillance ne constituent pas la seule option. Si les données de température d'huile et de charge collectées depuis le backend ne sont pas configurées avec une logique de liaison d'alarme raisonnable, la fréquence des inspections manuelles ne peut pas être réduite simplement en raison de la « surveillance à distance ». Dans des conditions de -pleine charge-à long terme, il est recommandé d'effectuer sur-site en charge-une thermographie infrarouge et une auscultation des bruits anormaux une fois par semaine, en se concentrant sur les zones clés, notamment les joints du réservoir, les vannes papillon des radiateurs et les capuchons de bagues. Les dossiers d'exploitation et de maintenance doivent inclure des tableaux de comparaison des tendances du taux de charge, de la température de l'huile, de la température ambiante et des données de chromatographie de l'huile. Les analyses année-sur-année et mois-sur-mois doivent être combinées pour garantir que le fonctionnement à pleine-charge se situe toujours dans une plage contrôlable.