L'Institut de recherche sur l'énergie électrique de Hebei a récemment annoncé que la technologie "Surveillance en ligne et diagnostic des défauts mécaniques dans les transformateurs de puissance" développée par leur équipe de recherche a remporté une médaille d'or à la 49e Exposition internationale des inventions de Genève. Cette innovation ouvre une nouvelle voie technologique pour le diagnostic des défauts mécaniques dans les transformateurs chinois, surmontant efficacement les limites des méthodes traditionnelles de détection des paramètres électriques, tels que la difficulté de mesure directe de la source de vibration et la sensibilité aux interférences environnementales. La technologie peut améliorer la précision du diagnostic des défauts mécaniques à 80 %, équipant les transformateurs de puissance d'un stéthoscope extrêmement sensible.
Les transformateurs de puissance sont des composants clés du réseau électrique. Les vibrations mécaniques générées sous une tension élevée, un courant élevé ou des conditions de court-circuit soudain causent souvent la déformation de composants essentiels tels que les enroulements et les noyaux. Les statistiques montrent que les vibrations mécaniques représentent jusqu'à 60 % des pannes de transformateur. Les technologies de détection traditionnelles qui reposent principalement sur les paramètres électriques ont du mal à identifier et localiser avec précision de tels défauts. Par conséquent, l'identification précise des défauts et l'évaluation des vibrations sont devenues un problème urgent dans l'industrie de l'énergie.
Pour trouver des méthodes de détection de défauts plus précises et plus efficaces, les chercheurs de l'Institut de recherche sur l'énergie électrique de Hebei ont abandonné la détection traditionnelle des paramètres électriques au profit de l'analyse des signaux de vibration collectés à partir des transformateurs. Grâce à des expériences de simulation de défauts étendues et à une analyse des données, ils ont révélé en profondeur les modes de vibration et les caractéristiques de réponse des composants critiques du transformateur en cas d'instabilité mécanique. Sur cette base, ils ont développé un système de surveillance en ligne des défauts mécaniques des transformateurs.
Ce système peut surveiller les vibrations du transformateur en temps réel, capturer à la fois les vibrations causées par des impacts de courant de court-circuit et les vibrations mineures pendant le fonctionnement normal. En traitant et en analysant ces données de vibration, le système peut rapidement identifier et localiser les défauts mécaniques à l'intérieur du transformateur, comme s'il effectuait un "examen physique" du transformateur, permettant des aperçus opportuns de son état de fonctionnement interne. En traitant de vastes quantités de données de vibration dans différentes conditions et en analysant les modes de déformation en régime permanent et les caractéristiques temps-fréquence acoustique-vibration transitoires, les chercheurs ont établi des critères d'évaluation de l'état des vibrations mécaniques des transformateurs. Sur la base de ces critères, l'équipe de recherche a réussi à évaluer quantitativement les effets cumulatifs des dommages aux enroulements lors d'impacts de court-circuit.
Actuellement, ce système est utilisé dans des postes électriques dont les niveaux de tension varient de 220 kV à 1 000 kV dans le réseau électrique du sud du Hebei. Il a pu identifier et localiser avec précision plus de dix défauts mécaniques dans les transformateurs, améliorant considérablement la sécurité et la fiabilité des opérations du réseau électrique.
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