Il y a aussi un "garde de sécurité" à l'intérieur du transformateur - un relais à gaz

Dans un système électrique vaste et complexe, les transformateurs sont comme des cœurs stables, fournissant de l’énergie jour et nuit. Beaucoup de gens savent qu'il existe des dispositifs de protection « explicites » tels que des thermomètres et des soupapes de surpression à l'extérieur du transformateur. Cependant, il y a souvent un composant discret mais crucial caché sur le tuyau de raccordement entre le réservoir d'huile du transformateur et le conservateur d'huile : le relais de gaz (Gas Relay), souvent appelé « relais de gaz » dans l'industrie.

Bien qu'il soit de petite taille, il constitue la première ligne de défense contre les défauts internes du transformateur et est connu sous le nom de « garde de sécurité » à l'intérieur du transformateur. Ce gardien ne nécessite pas d'alimentation externe et s'appuie uniquement sur sa structure mécanique et physique exquise pour détecter les anomalies dès les premiers stades de panne et protéger la sécurité du réseau électrique.

I. Qu'est-ce qu'un relais gaz ?

Le relais de gaz est essentiellement un dispositif de détection de débit d'huile et de gaz, spécialement installé sur la canalisation de connexion entre le réservoir d'huile et le conservateur d'huile (détendeur) du transformateur immergé dans l'huile.

Sa principale responsabilité est de surveiller s'il y a un changement soudain du débit de gaz ou d'huile à l'intérieur du transformateur en raison d'un défaut, d'émettre une alarme avant que le danger ne survienne, et même de couper directement l'alimentation électrique si nécessaire pour éviter l'expansion de l'accident.

Considérez-le comme une combinaison d'un « détecteur de fumée + disjoncteur automatique » pour un transformateur.

II. Comment fonctionnent les « agents de sécurité » ?

Les relais à gaz sont généralement installés sur le tuyau de raccordement entre le réservoir d'huile principal du transformateur et le conservateur d'huile (coussin d'huile). Son principe de fonctionnement provient d'un phénomène physique particulier lorsqu'un défaut interne du transformateur se produit : lorsqu'une surchauffe locale, un vieillissement de l'isolation ou une légère décharge se produit à l'intérieur du transformateur, l'huile isolante et le matériau isolant solide se décomposent thermiquement, libérant des gaz caractéristiques tels que l'hydrogène et le méthane.

Ces gaz forment des bulles dans l’huile et montent lentement le long du tuyau incliné. Au fur et à mesure qu’ils traversent le relais à gaz, ils s’accumulent progressivement dans la chambre à gaz supérieure du relais. À mesure que le volume de gaz augmente, le niveau d'huile à l'intérieur du relais commence à baisser et le flotteur (ou coupelle ouverte) flottant à l'origine sur la surface de l'huile perd sa flottabilité et coule. Lorsque l'accumulation de gaz atteint un seuil prédéfini (généralement 250 à 300 centimètres cubes), le flotteur rapproche l'aimant interne du contact Reed, provoquant sa fermeture. A ce moment, la salle de contrôle recevra le signal « alarme gaz léger ». C'est comme le premier murmure du gardien, rappelant au personnel d'exploitation et de maintenance que le transformateur peut présenter un défaut mineur et que l'échantillonnage, l'analyse et le dépannage des gaz doivent être effectués en temps opportun.

III. Pourquoi s'appelle-t-on « Garde de sécurité » ?

L’importance des relais gaz se reflète principalement dans les aspects suivants :

1. La « première personne » à répondre aux défauts

Par rapport à la protection de la quantité électrique telle que le courant et la tension, les relais à gaz peuvent détecter plus tôt les changements physiques à l'intérieur du transformateur - en particulier les défauts précoces qui n'ont pas encore provoqué de changements significatifs dans le courant. Il peut souvent émettre une alerte précoce en cas d'accident dès son apparition.

2. Réactif et fiable

Qu'il s'agisse d'une lente accumulation de gaz ou d'un débit d'huile soudain à grande vitesse, le relais de gaz peut réagir en conséquence. Tant que l'installation est correcte et que le réglage est raisonnable, il n'est pratiquement pas affecté par les interférences électriques externes et présente une fiabilité opérationnelle élevée.

3. Réduire les pertes liées aux accidents

Parce qu'ils peuvent émettre un signal ou se déclencher directement au début d'un défaut, les relais à gaz réduisent efficacement le degré de dommages aux équipements et l'ampleur des pannes de courant, réduisant ainsi considérablement les coûts de maintenance et l'impact social. On peut dire que c'est une barrière clé pour protéger le transformateur contre des dommages dévastateurs.

IV. Des détails qui ne peuvent être ignorés lors de l’exploitation et de la maintenance

Bien que le relais gaz soit très fiable, son fonctionnement normal ne peut être dissocié d’une gestion standardisée de l’exploitation et de la maintenance :

Calibrage régulier : vérifiez si l'action de contact est précise et si le joint est bon pour éviter un dysfonctionnement ou un refus dû à un collage ou à une fuite d'air.

Faites attention aux signaux de gaz légers : lorsqu'une alarme de gaz léger se produit, des échantillons d'huile doivent être immédiatement collectés pour une analyse des gaz dissous (DGA) afin de trouver la cause première du défaut, plutôt que de simplement réinitialiser l'alarme.

Échappement après une nouvelle opération ou une révision : Après la première mise en service du transformateur ou après une révision, il doit être complètement évacué conformément à la réglementation pour éviter que l'air résiduel ne provoque de faux signaux du relais de gaz.

V.Conclusion

Dans l'ensemble du système électrique, bien que le relais de gaz ne soit qu'un « petit accessoire » sur le transformateur, il protège toujours la sécurité interne du transformateur. Il peut non seulement capturer avec précision les premières anomalies subtiles, mais également couper de manière décisive l'alimentation électrique dans les moments critiques, incarnant véritablement la valeur de « quatre ou deux mouvements pour mille livres ».

La prochaine fois que vous passerez devant une sous-station et verrez ces gros transformateurs tranquillement debout, autant dire ceci dans votre esprit :

"Ne vous inquiétez pas, il y a un 'agent de sécurité' en service à l'intérieur."