Brève introduction au conservateur de transformateur

Le conservateur est un dispositif de stockage d'huile utilisé dans le transformateur. Sa fonction est de dilater l'huile contenue dans la cuve lorsque sa température augmente en raison de la hausse de la charge du transformateur. Dans ce cas, un excès d'huile s'écoule dans le conservateur. Inversement, lorsque la température diminue, l'huile du conservateur retourne dans la cuve pour réguler automatiquement le niveau d'huile. Le conservateur assure ainsi le stockage et le réapprovisionnement de l'huile, garantissant un niveau d'huile optimal dans la cuve. Par ailleurs, grâce au conservateur, la surface de contact entre le transformateur et l'air est réduite. L'humidité, la poussière et les impuretés oxydées présentes dans l'air se déposent dans le décanteur situé au fond du conservateur, ralentissant considérablement la dégradation de l'huile du transformateur.

Structure du conservateur d'huile : le corps principal du conservateur d'huile est un conteneur cylindrique en acier soudé, dont le volume représente environ 10 % de celui du réservoir d'huile. Le conservateur est installé horizontalement au-dessus du réservoir d'huile. L'huile qu'il contient est reliée au réservoir d'huile du transformateur par un tuyau de raccordement au relais de gaz, permettant ainsi au niveau d'huile de varier librement en fonction de la température. En conditions normales, le niveau d'huile minimum dans le conservateur doit être supérieur au rebord du carter haute pression. Dans le cas d'un carter à structure intégrée, le niveau d'huile minimum dans le conservateur doit être supérieur au sommet du carter. Un indicateur de niveau d'huile en verre (ou jauge de niveau) est installé sur le côté du conservateur pour permettre une surveillance continue du niveau d'huile.

Forme de conservateur de transformateur
Il existe trois types de conservateurs pour transformateurs : à corrugations, à capsules et à diaphragme.
1. Le conservateur d'huile de type capsule sépare l'huile du transformateur de l'atmosphère extérieure grâce à des capsules en caoutchouc à l'intérieur, et offre à l'huile du transformateur un espace pour la dilatation thermique et la contraction à froid.

2. Le conservateur à diaphragme est utilisé pour séparer l'huile du transformateur de l'atmosphère extérieure grâce à un diaphragme en caoutchouc et pour fournir un espace pour la dilatation thermique et la contraction à froid de l'huile du transformateur.

3. Le conservateur d'huile ondulé est un séparateur métallique composé de tôles ondulées qui isole l'huile du transformateur de l'atmosphère extérieure et lui permet de se dilater et de se contracter sous l'effet de la chaleur. On distingue deux types de conservateurs d'huile : les conservateurs internes et les conservateurs externes. Les conservateurs internes offrent de meilleures performances, mais sont plus volumineux.

Scellement du conservateur du transformateur
Le premier type est un conservateur d'huile ouvert (non étanche), dans lequel l'huile du transformateur est directement en contact avec l'air extérieur. Le deuxième type est un conservateur d'huile à capsule, dont l'utilisation a progressivement diminué en raison de la fragilité de la capsule (vieillissement et fissuration) et de son étanchéité médiocre. Le troisième type est un conservateur d'huile à membrane, constitué de deux couches de tissu de nylon d'une épaisseur de 0,26 à 0,35 mm, avec une couche intermédiaire de néoprène et un revêtement extérieur en butadiène cyanogène. Cependant, ce type de conservateur exige une installation et une maintenance plus rigoureuses, et son efficacité reste limitée, principalement en raison des fuites d'huile et de l'usure des pièces en caoutchouc, ce qui compromet la sécurité, la fiabilité et la qualité de la production d'électricité. C'est pourquoi son utilisation est également en déclin. Le quatrième type est un conservateur d'huile utilisant des éléments élastiques métalliques comme compensateurs, qui se divise en deux catégories : à huile externe et à huile interne. Le conservateur d'huile vertical à huile interne utilise des tubes ondulés comme réservoir d'huile. En fonction de la quantité d'huile compensée, un ou plusieurs tubes ondulés sont utilisés pour positionner les conduites d'huile parallèlement et verticalement sur un châssis. Un couvercle anti-poussière est ajouté à l'extérieur. Le volume d'huile isolante est compensé par le déplacement vertical des tubes ondulés. L'ensemble présente généralement une forme rectangulaire. Le conservateur d'huile horizontal externe est placé horizontalement dans le cylindre du conservateur, le soufflet faisant office de coussin d'air. L'huile isolante est contenue entre la paroi extérieure du soufflet et le cylindre, et l'air contenu dans le soufflet communique avec l'extérieur. Le volume interne du conservateur d'huile est modifié par la dilatation et la contraction du soufflet afin d'assurer la compensation du volume d'huile isolante. La forme extérieure est celle d'un cylindre horizontal.

1. Le conservateur d'huile de type ouvert, ou réservoir d'huile cylindrique en fer pour transformateurs basse tension de petite capacité, est le plus ancien. Dans ce cas, le réservoir d'huile est en contact avec l'air extérieur. N'étant pas étanche, l'huile isolante s'oxyde facilement et est sensible à l'humidité. Après une utilisation prolongée, la qualité de l'huile se dégrade et les teneurs en eau et en air dépassent largement les normes, ce qui représente une menace importante pour la sécurité, la rentabilité et la fiabilité du transformateur. Cela réduit considérablement la sécurité du transformateur et la durée de vie de l'huile isolante. Aujourd'hui, ce type de conservateur d'huile est quasiment obsolète et se rencontre rarement sur le marché, ou seulement sur les transformateurs basse tension.

2. Conservateur d'huile à capsule : Ce type de conservateur est constitué d'une capsule en nylon résistant à l'huile, installée à l'intérieur du conservateur d'huile traditionnel. Il isole l'huile du transformateur de l'air : les variations de température de l'huile permettent à la capsule de respirer, assurant ainsi une ventilation adéquate. Son principe de fonctionnement repose sur la communication entre le gaz contenu dans la capsule et l'atmosphère via un tube de ventilation et un absorbeur d'humidité. Le fond de la capsule est positionné près du niveau d'huile du conservateur. Lorsque ce niveau varie, la capsule se dilate ou se comprime. Cependant, des fissures peuvent apparaître, laissant l'air et l'eau s'infiltrer dans l'huile et pénétrer dans la cuve. Il en résulte une augmentation de la teneur en eau, une diminution des performances d'isolation et une augmentation des pertes diélectriques, accélérant ainsi le vieillissement de l'huile isolante. Par conséquent, le remplacement des particules de caoutchouc silicone du transformateur est nécessaire. En cas de forte humidité, il peut être nécessaire de procéder à une filtration forcée de l'huile ou de mettre le transformateur hors tension pour maintenance.

3. Le conservateur d'huile à diaphragme isolé résout certains problèmes des modèles à capsule, mais les problèmes de qualité du caoutchouc restent difficiles à résoudre, ce qui peut entraîner des dysfonctionnements en cours de fonctionnement et menacer la sécurité. Transformateurs de puissanceLa technologie des conservateurs d'huile à noyau métallique ondulé (à bain d'huile interne) est éprouvée. L'extension et l'amplification de la technologie des extenseurs en tôle pour transformateurs, largement utilisée dans les réseaux électriques depuis plus de 20 ans, consistent également à remplir un élément élastique d'huile de transformateur et à laisser son noyau se dilater et se contracter verticalement pour compenser les variations de niveau d'huile. Le conservateur d'huile interne est constitué d'un noyau à deux ondulations (1 CR18Nigti) comprenant un tuyau d'évacuation du vide, un tuyau d'injection d'huile, un indicateur de niveau d'huile, un tuyau de raccordement flexible et un socle. Fabriqué en acier inoxydable résistant à la corrosion atmosphérique et aux hautes températures, il peut supporter une durée de vie supérieure à 20 000 cycles. Le noyau se déplace verticalement en fonction des variations de température de l'huile du transformateur et compense automatiquement les variations de volume d'huile.

(1) Un amortisseur de pression est installé dans la cavité interne du noyau. Il retarde l'impact sur l'armoire de stockage d'huile causé par une augmentation soudaine de la pression d'huile dans le transformateur. Lorsque la limite du noyau est atteinte, celui-ci se rompt et le corps du transformateur est protégé par un dispositif de décompression, ce qui améliore la fiabilité de son fonctionnement. Cette fonction est unique.

(2) Le noyau est composé d'un ou plusieurs noyaux, recouverts d'une enveloppe de protection. L'extérieur du noyau est en contact avec l'atmosphère, ce qui assure une bonne dissipation de la chaleur et une ventilation efficace. Ceci permet d'accélérer la circulation de l'huile du transformateur, de réduire sa température et d'améliorer la fiabilité de son fonctionnement.

(3) L'indicateur de niveau d'huile fonctionne de la même manière que l'extenseur à tôle pour transformateur. Avec la dilatation et la contraction du noyau, le panneau indicateur monte ou descend en même temps que le noyau. La sensibilité est élevée et la variation du niveau d'huile est visible à travers la fenêtre d'observation située sur le couvercle de protection extérieur, ce qui est intuitif et fiable. Le dispositif d'alarme et un commutateur de plage pour la surveillance du niveau d'huile sont installés sur le boîtier de protection extérieur, permettant ainsi un fonctionnement sans surveillance.

(4) Il n'existe aucun phénomène de niveau d'huile erroné : différents types de conservateurs d'huile, en fonctionnement, ne peuvent pas éliminer complètement l'air, ce qui peut entraîner un niveau d'huile erroné. De plus, la technologie présente une grande sensibilité grâce au mouvement télescopique vertical du noyau. Par ailleurs, une plaque d'acier d'équilibrage située dans le noyau génère une micro-pression positive, permettant ainsi une évacuation progressive de l'air jusqu'à l'obtention du niveau d'huile requis, et éliminant ainsi tout risque de niveau d'huile erroné.

(5) Le réservoir d'huile du changeur de prises en charge ne doit pas utiliser d'expandeur métallique ondulé comme composant essentiel du transformateur. En fonctionnement, la tension doit être ajustée régulièrement en fonction de la charge. De plus, la génération d'arcs électriques et de gaz est inévitable lors de ces ajustements. Or, le volume de l'expandeur métallique ondulé, pourtant étanche, est insuffisant pour permettre l'évacuation des gaz issus de la décomposition de l'huile. Il est donc nécessaire d'envoyer régulièrement du personnel sur place pour procéder à une purge. Ni le fabricant ni l'utilisateur ne recommandent l'utilisation d'un expandeur métallique ondulé, pourtant étanche, pour les petits réservoirs d'huile équipés d'un changeur de prises en charge.