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Utilisation de la réponse diélectrique pour le diagnostic des transformateurs de puissance

Gharbi, Hassan (2006). Utilisation de la réponse diélectrique pour le diagnostic des transformateurs de puissance. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les transformateurs jouent un grand rôle pour assurer la continuité de la distribution de l'énergie électrique. La plupart d'entre eux ont été construits aux débuts des années 1960 et arrivent à la limite de la période pour laquelle ils ont été prévus, soit une cinquantaine d'années. Il est devenu nécessaire de pouvoir anticiper les défaillances par un diagnostic adéquat. Le papier du système d'isolation constitue le maillon faible d'un transformateur et connaître son état c'est connaître celui du transformateur. Il est difficile de prélever des échantillons de l'isolation. Par contre, on sait que la réponse diélectrique à un champ électrostatique dépend fortement des caractéristiques physiques du matériau. Ce mémoire porte sur l'utilisation de cette réponse pour le diagnostic des transformateurs de puissance.

À partir de la réponse diélectrique de 8 maquettes qui constituent notre ensemble d'apprentissage, on a cherché dans un premier temps à trouver la relation existant entre le degré de polymérisation DP, indicateur de l'état du papier, et la réponse diélectrique. En second lieu, on s'est attelé à la tâche d'exprimer cette relation indépendamment des facteurs variables. Ensuite, on a utilisé la modélisation de l'interaction entre les constituants du transformateur pour en déduire la réponse diélectrique du papier. Finalement, la phase de validation a consisté à comparer les résultats obtenus par la modélisation avec les mesures effectuées sur les échantillons et à vérifier la linéarité en comparant les mesures fréquentielles avec la transformée de Fourier des mesures temporelles.

Toutes les données expérimentales sont consignées dans une base de données relationnelle. La méthode utilisée pour ajuster les données expérimentales aux relations paramétriques fait appel à régression linéaire. Quand cela est nécessaire on utilise la régression non linéaire pour un ajustement plus précis.

Les résultats obtenus montrent qu'en l'absence d'humidité excessive, il existe une relation entre la réponse diélectrique et l'état de l'isolation. La phase de validation montre que pour les cuves non humides, les hypothèses de linéarité sont légitimes.

Titre traduit

Use of dielectric response for the diagnosis of power transformers

Résumé anglais

The transformers play a key role to ensure the continuity of the electricity supply. The majorities of them were built at the early 1960, and have arrived at the limit of the period for which they were designed, which is about fifty years. It becomes necessary to anticipate the failures by an adequate diagnosis. The paper of the insulation constitutes the weak part of a transformer, and knowing its state is knowing the transformer's state. It is very difficult to collect samples about internal state of a transformer. However it is known that dielectric response to an electrostatic field rely strongly on the physical
properties of the material. This dissertation explains how we can use this response to establish a diagnosis for the power transformers.

From the dielectric response of 8 experimental tanks, which constitute our training set, we will look for an existing correlation between the dielectric response and the degree of polymerisation, which is the best indicator for the paper's ageing. The second task was to express the correlation independently of various factors such as temperature and moisture. After that, by modeling the interaction between transformer' s components, we extract the paper's dielectric properties. Finally the last task was to compare the result issued by our models with the experimental data. We verify the linearity by comparing experimental results with those obtained with the Fourier transform of the time domain responses.

All experimental data were stored in a relational database. A linear regression helped to fit the experimental data with a parametrical model. When necessary, a nonlinear regression can be used for a more efficient fitting.

The results obtained showed that there is a relation between the dielectric response and the insulation's state in the absence of excessive moisture. Also the phase of validation showed that for the dry tanks, the assumption of linearity was correct.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie". Bibliogr : f. [142]-[143].
Mots-clés libres: Transformateurs électriques Essais, Diélectriques.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
David, Éric
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 01 avr. 2011 19:30
Dernière modification: 03 nov. 2016 00:42
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/541

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