La température des enroulements d’une réactance shunt peut être suivie indirectement par des WTI ou modèles thermiques, ou mesurée directement à des emplacements définis par des capteurs intégrés. Dans les réactances haute tension immergées dans l’huile, des sondes à fibre optique peuvent assurer la mesure ponctuelle directe lorsqu’elles sont intégrées à la conception. La température de l’huile en partie haute et celle des enroulements sont des grandeurs distinctes qui ne doivent pas être assimilées.
- La température de l’huile en partie haute n’est pas directement celle du point chaud de l’enroulement.
- L’indication conventionnelle de température des enroulements repose souvent sur la température d’huile et une compensation thermique liée au courant de charge, plutôt que sur un capteur dans le conducteur d’enroulement.
- Des sondes optiques intégrées peuvent mesurer directement des emplacements physiques sélectionnés dans les enroulements.
- Une sonde ponctuelle à fibre optique mesure normalement un emplacement d’installation.
- Plusieurs emplacements d’enroulement nécessitent plusieurs sondes et voies actives.
- Les positions des capteurs doivent suivre la conception électromagnétique, thermique et diélectrique de la réactance.
- Les données de température peuvent être transmises à un PLC ou un SCADA par un instrument de surveillance compatible.
Guide de surveillance thermique des enroulements de réactances shunt
- Quelles températures surveille-t-on dans une réactance shunt ?
- Comment surveille-t-on la température des enroulements d’une réactance shunt ?
- Mesure directe et indirecte des enroulements de réactances shunt
- Comment les capteurs à fibre optique mesurent la température des enroulements de réactances shunt
- Où placer les capteurs dans les enroulements d’une réactance shunt ?
- Comment fonctionne la surveillance thermique multipoint d’une réactance shunt ?
- Exemples de configurations de surveillance de réactances shunt
- Surveillance thermique des réactances shunt immergées et sèches
- Comment raccorder la surveillance thermique d’une réactance shunt à un PLC ou SCADA ?
- Choisir une méthode de surveillance thermique des enroulements d’une réactance shunt
- Surveillance thermique d’une réactance shunt neuve ou existante
- Surveillance thermique à fibre optique INNO pour réactances shunt
- Informations pour configurer la surveillance d’une réactance shunt
- Questions fréquentes sur les enroulements de réactances shunt
Quelles températures surveille-t-on dans une réactance shunt ?
Les différentes températures d’une réactance shunt représentent des conditions thermiques distinctes ; les systèmes de surveillance en combinent généralement plusieurs. Elles comprennent habituellement la température des enroulements, celle des emplacements candidats aux points chauds, la température de l’huile en partie haute pour les réactances immergées, et la température locale de structures ou composants lorsque la conception l’exige.
| Température | Grandeur représentée | Méthode de surveillance habituelle |
|---|---|---|
| Température de l’huile en partie haute | État thermique global de l’huile en partie haute | Capteur / indicateur de température d’huile |
| Température estimée des enroulements | État thermique calculé ou simulé des enroulements | WTI / modèle thermique selon la conception |
| Température ponctuelle directe de l’enroulement | Température à un emplacement physique précis de l’enroulement | Capteur ponctuel intégré, tel qu’une sonde à fibre optique |
| Température locale d’un composant | Température d’une autre structure ou connexion choisie | Capteur propre au projet |
La température de l’huile en partie haute diffère de la température directe des enroulements ; sa seule mesure n’identifie pas leur point chaud exact.
Comment surveille-t-on la température des enroulements d’une réactance shunt ?
La température des enroulements d’une réactance shunt est généralement surveillée par une ou plusieurs des méthodes suivantes :
- Indicateur de température d’enroulement (WTI) - indication basée sur la température d’huile avec compensation thermique liée au courant de charge, utilisée pour estimer l’état des enroulements.
- Modèle thermique - température d’enroulement calculée ou simulée à partir des paramètres de fonctionnement et de conception.
- Capteur de température à fibre optique intégré - sonde installée à un emplacement physique sélectionné de l’enroulement pour une mesure ponctuelle directe.
- RTD / capteur de contact - mesure ponctuelle directe lorsque la conception permet l’installation.
- Mesure infrarouge — pour les surfaces externes accessibles, plutôt que les emplacements internes des enroulements.
Un indicateur conventionnel de température d’enroulement estime ou simule généralement cette température à partir de la température d’huile mesurée et d’une compensation thermique liée au courant de charge. Il utilise souvent une entrée courant et un dispositif d’image thermique, selon la conception de la réactance. Dans la plupart des conceptions, il ne s’agit pas d’un capteur mesurant physiquement le conducteur d’enroulement.
Un modèle thermique est une estimation indirecte. Il peut utiliser le courant de charge, la température d’huile, le refroidissement, des constantes thermiques et les paramètres de conception de la réactance. Il ne mesure pas directement la température des enroulements.
Mesure directe et indirecte des enroulements de réactances shunt
| Méthode | Directe ou indirecte | Ce que représente la mesure | Principal point à examiner |
|---|---|---|---|
| WTI | Indirecte / simulée | État thermique estimé des enroulements | Dépend de la compensation thermique et des conditions d’exploitation de la réactance |
| Modèle thermique | Indirecte | Estimation calculée de l’enroulement / du point chaud | Dépend des entrées du modèle et des paramètres de conception |
| Capteur à fibre optique intégré | Mesure ponctuelle directe | Température à l’emplacement d’installation sur l’enroulement | La sonde doit, si nécessaire, être positionnée pendant la conception / fabrication de l’équipement |
| RTD / capteur de contact | Mesure ponctuelle directe si applicable | Température à l’emplacement du capteur installé | L’isolation électrique et la conception de l’installation doivent être prises en compte |
| Infrarouge | Mesure directe de surface | Température de surface accessible | Ne peut pas mesurer directement les enroulements internes sans accès optique |
Comment les capteurs à fibre optique mesurent-ils la température des enroulements d’une réactance shunt ?
Un capteur à fibre optique de surveillance des enroulements de réactance shunt suit cette chaîne : sonde à fibre optique → fibre optique → instrument de surveillance → données de température → PLC / SCADA si nécessaire.
La sonde est installée à un emplacement physique sélectionné dans l’enroulement ; sa chaîne optique est électriquement isolée. La forte résistance aux perturbations électromagnétiques sur cette liaison est utile autour des réactances haute tension. L’instrument reste un appareil électronique, normalement placé hors de l’emplacement de mesure intégré.
INNO utilise la mesure ponctuelle à fibre optique par fluorescence pour ce type de mesure directe des enroulements. Pour comprendre la chaîne de mesure générale, consultez Mesure de température à fibre optique : fonctionnement et applications
Où placer les capteurs dans les enroulements d’une réactance shunt ?
Les positions des capteurs sont choisies selon la conception électromagnétique, la géométrie des enroulements, la répartition prévue des pertes, le refroidissement et les zones thermiques prévues. La planification peut examiner les régions d’enroulement attendues plus chaudes, les positions identifiées par l’étude thermique, différentes phases si nécessaire et plusieurs sections d’enroulement dont la distribution thermique doit être comparée.
Aucune position universelle ne convient à toutes les réactances shunt, et un capteur ponctuel ne trouve pas automatiquement le point chaud. La mesure des enroulements d’autres équipements haute tension, comme les transformateurs, suit la même logique guidée par la conception, mais les positions ne doivent pas être supposées identiques : répartition des pertes et géométrie des enroulements diffèrent entre équipements.
Comment fonctionne la surveillance thermique multipoint d’une réactance shunt ?
Une sonde ponctuelle correspond normalement à une voie active de température. Trois sondes donnent trois points d’enroulement indépendants, six sondes six points et neuf sondes neuf points, selon l’instrument utilisé. Il n’existe pas de nombre universel de voies pour une réactance shunt ; le nombre réel suit son plan de surveillance thermique.
Les instruments multivoies permettent de surveiller simultanément plusieurs emplacements définis sur les enroulements au sein d’un système de surveillance thermique à fibre optique. Pour adapter le nombre de voies au plan de surveillance, consultez Combien de voies faut-il pour la surveillance thermique à fibre optique ?
Exemples de configurations de surveillance des enroulements de réactances shunt
Exemple 1 : trois emplacements d’enroulement sélectionnés
Configuration possible : 3 sondes à fibre optique, au moins 3 voies actives et un instrument de surveillance.
Exemple 2 : six emplacements choisis dans les enroulements
Configuration possible : 6 sondes, un instrument multivoie compatible et la longueur de fibre optique nécessaire.
Exemple 3 : plusieurs sections d’enroulement ou phases
Le nombre de voies suit le plan de mesure réel plutôt qu’une valeur fixe.
Ces configurations sont uniquement des exemples, pas des exigences standard de surveillance des réactances shunt.
Surveillance thermique des réactances shunt immergées et sèches
Les réactances shunt immergées peuvent associer la température de l’huile en partie haute, l’estimation de température des enroulements par WTI ou modèle thermique, des sondes intégrées de mesure directe, un cheminement interne des fibres, une traversée et un instrument de surveillance.
Pour les réactances shunt sèches ou à noyau d’air, la surveillance peut concerner la surface des enroulements ou certains points d’enroulement, avec RTD ou thermocouples lorsque adaptés, sondes ponctuelles optiques, infrarouge pour les surfaces accessibles et cheminement externe des fibres.
Toutes les réactances shunt sèches n’utilisent pas la fibre optique, et les réactances à huile ne nécessitent pas toujours des sondes intégrées. La méthode adaptée dépend de la conception et des exigences du projet.
Comment raccorder la surveillance thermique d’une réactance shunt à un PLC ou SCADA ?
La chaîne d’intégration est : sonde à fibre optique → instrument de surveillance → interface industrielle → PLC / SCADA / système de surveillance de l’installation. La sonde ne se raccorde pas directement au PLC.
Selon l’instrument, les interfaces possibles comprennent RS485 avec un protocole pris en charge comme Modbus RTU, 4-20 mA, relais d’alarme, CAN et Ethernet / TCP/IP lorsque disponibles. RS485 est une interface série physique, Modbus RTU un protocole couramment utilisé sur RS485, 4-20 mA une sortie analogique et le relais une sortie TOR. Tous les modèles ne prennent pas en charge toutes les interfaces. Pour en savoir plus, consultez Comment raccorder les systèmes de surveillance thermique à fibre optique aux PLC, SCADA et plateformes tierces ?
Choisir une méthode de surveillance thermique des enroulements d’une réactance shunt
| Besoin | Méthode de surveillance à envisager |
|---|---|
| État de l’huile en partie haute | Capteur / indicateur de température d’huile |
| Température estimée des enroulements | WTI ou modèle thermique selon la conception |
| Point défini de l’enroulement mesuré directement | Capteur ponctuel intégré |
| Environnement d’enroulement haute tension | La mesure ponctuelle à fibre optique peut être pertinente |
| Environnement électromagnétique intense | La fibre optique peut être pertinente lorsqu’une isolation électrique est nécessaire |
| Surface externe accessible | La mesure infrarouge ou par contact peut être pratique |
| Plusieurs points internes d’enroulement | Surveillance ponctuelle intégrée multivoies |
Les critères de mesure directe en haute tension sont approfondis dans Pourquoi utiliser des capteurs de température à fibre optique en haute tension ?
Surveillance thermique d’une réactance shunt neuve ou existante
Pour une réactance shunt neuve, les capteurs intégrés peuvent être envisagés pendant la conception électromagnétique, thermique et diélectrique, la fabrication des enroulements et la planification des fibres.
En adaptation d’un équipement existant, l’accès interne aux enroulements peut être limité. Selon la construction, la surveillance d’huile ou de surface existante, la mesure de points accessibles ou les capteurs externes peuvent être plus pratiques. Toute modification interne exige l’examen de concepteurs d’équipements qualifiés. L’installation doit respecter les procédures de sécurité de l’équipement ; une fibre non conductrice ne rend pas sûr le travail sur un équipement sous tension.
Surveillance thermique à fibre optique INNO pour réactances shunt
INNO propose des sondes ponctuelles à fibre optique par fluorescence et des instruments multivoies pour mesurer directement certains points des enroulements d’équipements électriques haute tension, notamment les projets de réactances shunt spécifiant des sondes optiques intégrées.
- Mesure directe ponctuelle de température d’enroulement
- Chaîne optique électriquement isolée
- Forte résistance aux perturbations électromagnétiques sur la chaîne de mesure optique
- Options de sondes compactes
- Longueur de fibre sur mesure
- Surveillance multipoint
- Instruments de surveillance multivoies
- RS485 et options de communication industrielle selon l’instrument
- Sorties 4-20 mA et relais si prises en charge
- Intégration PLC / SCADA
- Accompagnement OEM / ODM pour les fabricants d’équipements
Les références habituelles des sondes ponctuelles INNO peuvent comprendre une plage d’environ -40 à 260 °C, une précision d’environ +/-0,5 à +/-1 °C, une réponse inférieure à 1 s, un diamètre d’environ 2-3 mm et une longueur de fibre d’environ 0-20 m. Le nombre de voies dépend de l’instrument et de la configuration du projet ; les spécifications exactes dépendent de la sonde, de l’instrument et des exigences du projet de réactance.
Quelles informations faut-il pour configurer la surveillance thermique d’une réactance shunt ?
- Type de réactance
- Immergée / Sèche / À noyau d’air
- Tension nominale, si pertinente
- Conception des enroulements de la réactance
- Nombre d’enroulements / phases à surveiller
- Emplacements de température choisis
- Points de mesure requis
- Voies actives nécessaires
- Plage de température attendue
- Longueur de fibre requise
- Étape d’installation des sondes
- Emplacement de l’instrument de surveillance
- Besoin d’affichage local
- Exigences d’alarme
- Besoin RS485 et protocole pris en charge, tel que Modbus RTU
- Besoin de sortie 4-20 mA
- Besoin d’intégration PLC / SCADA
- Besoin OEM / ODM
- Quantité du projet