Pouvez-vous prédire la prochaine panne de votre transformateur ?

Rares sont ceux qui peuvent oublier l’incendie de forêt Camp Fire en Californie en 2018, déclenché par une infrastructure électrique défectueuse et propagé par des vents violents. En plus des 85 vies perdues, une compagnie d'assurance allemande a estimé le total des dégâts causés par ce seul incident à 16.5 milliards de dollars. Malheureusement, ce n’était pas le premier, et ce ne sera pas le dernier, d’un tel incendie de forêt destructeur et dévastateur. De nombreuses études et recherches menées par des organismes gouvernementaux et des organisations non gouvernementales attribuent une partie des incendies de forêt fréquents observés ces dernières années au vieillissement des infrastructures électriques.

Ces organisations documentent également les difficultés des services publics à prioriser les mises à jour. Si les lignes, les poteaux et les balais constituent des problèmes majeurs, les transformateurs peuvent également causer des problèmes. Pourtant, il existe un moyen simple et rentable de prioriser de manière proactive les domaines dans lesquels les investissements en infrastructure doivent être dépensés en premier dans le cadre d'une approche « avant-gardiste » de surveillance et de prévision de l'état des transformateurs pour les équipements de tout âge, en fournissant les données dont les services publics ont besoin pour répondre de manière proactive. problèmes avant qu’une catastrophe ne survienne.

Les transformateurs et leur rôle essentiel dans la fourniture d'une source d'alimentation stable

L’un des pires cauchemars de tout service public d’électricité ou gestionnaire d’installations industrielles est une panne soudaine d’un transformateur, en particulier lorsqu’il existe une technologie permettant d’éliminer les surprises « soudaines ». Lorsqu’un transformateur tombe en panne, les pannes peuvent être coûteuses, sans parler des risques potentiels pour la sécurité. Les conséquences peuvent aller d’un inconvénient à des millions de dollars de pertes pour les entreprises qui dépendent d’une alimentation électrique stable.

Malheureusement, les pannes de transformateurs ne sont que trop fréquentes. Les pressions sur les coûts ont conduit les fabricants à fabriquer des unités plus récentes plus petites et avec moins de marge d'isolation, augmentant ainsi les risques de pannes prématurées. Alors que les transformateurs plus anciens étaient construits avec une isolation plus robuste et une plus grande tolérance aux contraintes électriques et thermiques, les transformateurs plus récents ne présentent pas ces avantages. Les nouveaux transformateurs de qualité inférieure sont de plus en plus courants à mesure que les infrastructures vieillissantes continuent de fonctionner au-delà de leur durée de vie prévue et que les réseaux électriques se développent, nécessitant davantage d'installations de transformateurs. Et pour rendre le remplacement des transformateurs encore plus difficile, le délai d’attente pour un nouvel équipement peut aller jusqu’à deux ans.

En plus du facteur âge, les pannes de transformateur peuvent survenir sans avertissement en raison de diverses causes telles que la dégradation de l'isolation, les défauts de fabrication, la surcharge ou les transitoires électriques et les harmoniques provenant de sources d'énergie renouvelables comme les parcs solaires et les éoliennes. Les parcs solaires produisent de l’énergie CC, qui nécessite un onduleur pour la convertir en courant alternatif pour le réseau. Les onduleurs créent des harmoniques. En fait, les industries de l’énergie solaire et éolienne peuvent connaître des taux de défaillance des transformateurs allant jusqu’à 50 % au cours des premières années de fonctionnement de certaines installations, en raison uniquement de problèmes d’harmoniques.

Les coûts cachés des pannes de transformateur

Même si les coûts directs de remplacement d’un transformateur défaillant sont substantiels, il existe également des coûts et des risques cachés importants qui rendent la prévention des pannes encore plus critique. Selon l'installation ou l'exploitation, les coûts liés aux temps d'arrêt du processus dus à une panne de transformateur peuvent éclipser les coûts réels de remplacement du transformateur.

Par exemple, un service public peut devoir payer de lourdes amendes réglementaires si une panne de transformateur provoque des pannes prolongées et viole les normes de fiabilité. Dans les installations de fabrication, les opérations de processus critiques peuvent s'arrêter en cas de perte de puissance du transformateur, ce qui entraîne des coûts liés au gaspillage de produits, aux livraisons manquées, aux temps d'arrêt des employés, etc. Dans tous les secteurs, les pannes de transformateur exposent le personnel à des risques tels que des incendies, des explosions et une mauvaise manipulation lors des efforts de remplacement d'urgence.

Les coûts environnementaux liés aux pannes de transformateurs constituent un autre facteur majeur à prendre en compte, en particulier pour les entreprises soumises à une surveillance et à des réglementations accrues concernant les objectifs de développement durable. Une panne catastrophique d'un transformateur à bain d'huile peut entraîner des déversements d'huile minérale extrêmement difficiles et coûteux à remédier. Il y a également des impacts sur les émissions : lorsque les services publics d’électricité perdent des transformateurs, ils doivent augmenter la production de secours à partir de sources plus polluantes pour compenser.

Au-delà des seuls coûts de remplacement, les pannes de transformateurs créent une cascade d’impacts négatifs sur les opérations, la sécurité et l’environnement. Cela constitue un argument convaincant pour que toute entreprise investisse dans des solutions de surveillance abordables qui fournissent une alerte précoce et empêchent que ces incidents ne se produisent en premier lieu.

Ne soyez pas pris au dépourvu

L'ancienne approche réactive du « fonctionnement jusqu'à l'échec » devient de plus en plus inacceptable à mesure que les coûts des pannes montent en flèche et que le remplacement du câble implique soit un long délai d'exécution, soit un risque de qualité inférieure de la part de certaines sources étrangères. Attendre qu’un transformateur tombe complètement en panne, puis se démener pour le remplacer constitue une perturbation massive qu’aucune entreprise ou service public ne peut se permettre.

Alors, comment les gestionnaires d’actifs d’installations et de flotte peuvent-ils éviter d’être pris au dépourvu par une panne catastrophique d’un transformateur ? Et peut-on prédire une panne de transformateur ? La réponse simple est oui : les pannes des transformateurs peuvent être prédites grâce aux bons outils et pratiques de surveillance en place. Même si les pannes imprévues ne seront pas complètement éliminées, des moniteurs et des capteurs d'hydrogène sont disponibles pour fournir les avertissements avancés nécessaires pour anticiper l'apparition des problèmes.

Certaines entreprises ont mis en œuvre l’analyse des gaz dissous (DGA) hors ligne comme technique de surveillance de l’état. Cela implique de prélever manuellement des échantillons d'huile périodiquement et de les envoyer à un laboratoire pour vérifier la présence de gaz défectueux dissous comme l'hydrogène, le méthane, l'éthylène, etc. Bien que le DGA puisse détecter les défauts en développement, il ne fournit qu'un instantané périodique dans le temps et nécessite beaucoup de travail. Les défauts peuvent se développer rapidement entre les intervalles d’échantillonnage et passer inaperçus jusqu’à ce qu’il soit trop tard.

Les moniteurs DGA en ligne multigaz traditionnels ont leurs propres pièges.

• Prix – ces analyseurs de la taille d'un chariot sont extrêmement coûteux, coûtant entre 50,000 100,000 et XNUMX XNUMX $ ou plus par unité.
• Entretien – les moniteurs DGA multigaz nécessitent une maintenance et un étalonnage fréquents et coûteux. Il existe des anecdotes indiquant que certains services publics les débranchent simplement après 4 à 5 ans pour éviter les coûts de maintenance.
• Déploiement limité – en raison des coûts élevés, les services publics ne peuvent souvent se permettre d'installer que sur une petite fraction de leur parc de transformateurs.
• Complexité et taille – souvent vastes et complexes, l’installation et l’intégration dans les systèmes existants sont plus difficiles.

Le coût prohibitif de ces moniteurs DGA est probablement le principal écueil qui contraint les services publics à les installer sur une fraction des transformateurs exploités, dans certains cas seulement 10 % du parc de transformateurs. Cela fournit une protection limitée avec un coût potentiel de remplacement élevé en cas de panne, alors que ces transformateurs peuvent coûter 5 millions de dollars ou plus.

La solution H2scan – Alerte précoce des capteurs d’hydrogène à une fraction du coût

Il existe une solution beaucoup plus rentable et nécessitant moins de maintenance pour la surveillance en ligne du parc de transformateurs : la détection des gaz défectueux spécifiques à l'hydrogène. H2scan a été pionnier dans la technologie des capteurs d'hydrogène en développant un élément de détection breveté à semi-conducteurs capable de fournir une surveillance fiable et sans entretien avec une durée de vie prévue de dix ans ou plus pour une fraction seulement du coût des analyseurs multigaz.

Alors que les unités multigaz analysent une poignée de gaz différents, la détection de l’hydrogène suffit à elle seule à fournir une alerte précoce en cas de dysfonctionnement du transformateur. L'hydrogène est un gaz de défaut clé généré par pratiquement tous les types de défauts de transformateur, y compris les défauts thermiques, les décharges partielles et les arcs électriques. À mesure que les niveaux d’hydrogène augmentent, des problèmes qui doivent être diagnostiqués et traités plus en détail sont indiqués.

Grâce à la technologie de capteur d'hydrogène H2scan, les gestionnaires d'installations ou les équipes de maintenance disposent d'un voyant « vérifier le moteur » abordable qui alerte lorsqu'un transformateur est activement défectueux. Au lieu de faire fonctionner les transformateurs jusqu’à la panne, les services publics ou les entreprises peuvent pratiquer une véritable maintenance prédictive. L'identification précoce et rapide d'un problème laisse le temps de planifier une réparation ou un remplacement afin d'éviter une panne catastrophique.

Quels types de transformateurs peuvent bénéficier de la surveillance des capteurs d’hydrogène de H2scan ?

Les capteurs H2scan peuvent être utilisés pour tous les types et tailles de transformateurs, tels que les transformateurs de distribution, de transport, de sous-station, d'éolienne et industriels. Les capteurs statiques sont extrêmement compacts et peuvent être facilement installés sur des actifs nouveaux et existants avec un minimum de perturbations. Lorsque les services publics ne surveillent qu’une fraction du parc de transformateurs « critiques » de plus grande taille, un capteur monogaz économique offrant une surveillance continue en temps réel permet aux entreprises et aux services publics de protéger les transformateurs de toute taille.

Commencez dès aujourd’hui à prédire vos pannes pour une gestion de l’énergie réussie

Dans l'environnement actuel caractérisé par des infrastructures vieillissantes, une demande énergétique croissante et une main-d'œuvre qualifiée rare, il est trop coûteux en termes de temps et d'argent de voir des actifs clés tels que des transformateurs tomber en panne de manière inattendue. La mise en œuvre d'une surveillance de l'hydrogène en ligne à un prix abordable fournit l'alerte avancée nécessaire pour passer à une stratégie de maintenance prédictive qui maximise la fiabilité et la disponibilité des transformateurs.

Ne vous laissez pas surprendre. Contactez H2scan dès aujourd'hui pour découvrir comment ses solutions de surveillance des transformateurs peuvent vous aider à anticiper les pannes et à éviter les interruptions coûteuses.