Les transformateurs de tension sont un dispositif de mesure et de protection important dans le système électrique. Il est principalement utilisé pour réduire la haute tension au signal basse tension standard pour les instruments de mesure, les relais de protection et les systèmes de contrôle d'automatisation automatique. La tension principale du système électrique étant généralement très élevée, la connexion directe des équipements de mesure présente des risques pour la sécurité et ne peut pas répondre aux exigences de précision.
Avec le développement du réseau intelligent, de la production d'énergie renouvelable et de l'automatisation industrielle, le champ d'application des transformateurs de tension s'élargit. Il a été largement utilisé dans le transport et la distribution d'énergie, la fabrication industrielle, les énergies renouvelables, les équipements électriques, le transport ferroviaire et d'autres industries, fournissant un soutien important pour le fonctionnement sûr du système électrique et la gestion de l'énergie.
1.Transmission et distribution d’énergie
Les systèmes de transport et de distribution représentent l’un des principaux domaines d’application des transformateurs de tension. Dans les centrales électriques, les sous-stations et les réseaux de distribution, l'électricité à haute tension-passe par plusieurs phases de transport et de distribution, et les transformateurs de tension permettent aux utilisateurs d'accéder aux données de tension du réseau en temps réel.
Dans les sous-stations, les transformateurs de tension sont généralement installés sur les lignes haute tension, les lignes de bus et les bornes des transformateurs pour surveiller les tensions de fonctionnement du système. En convertissant une tension primaire élevée en signaux de tension secondaire standard, ils facilitent la connexion de voltmètres, d'appareils de mesure d'énergie et de relais de protection.
Lorsque les lignes de transmission présentent des anomalies, les signaux de tension fournis par les transformateurs de tension peuvent aider le système de protection à détecter les défauts et à activer les mesures de protection à temps, afin de réduire le risque de dommages aux équipements.
2.Applications de centrales électriques
Les centrales électriques – notamment les installations thermiques, hydroélectriques, éoliennes et solaires – sont des sites clés pour utiliser des transformateurs de tension.
Pendant la production d'électricité, la tension de sortie du générateur doit être surveillée en temps réel pour garantir que les paramètres de fonctionnement restent dans la plage normale. Le transformateur de tension peut transmettre la tension aux bornes du générateur, la tension du jeu de barres haute tension - et d'autres signaux au système de contrôle.
Ces données de mesure permettent au personnel d'évaluer l'état de fonctionnement de l'équipement de production et de l'ajuster aux fluctuations de tension. De plus, dans les systèmes de protection des générateurs, le transformateur de tension peut fournir une protection fiable contre les surtensions, une protection contre les sous-tensions et un signal de contrôle de synchronisation.
3.Nouvelle industrie énergétique
Avec le développement rapide de la nouvelle industrie énergétique, les transformateurs de tension sont largement utilisés dans la production d'énergie photovoltaïque, l'énergie éolienne et les systèmes de stockage d'énergie.
La nouvelle génération d'énergie se caractérise par de fortes fluctuations de production et nécessite une surveillance en temps réel de l'état du réseau par les équipements électriques. Par exemple, dans les grandes centrales photovoltaïques, les transformateurs de tension sont utilisés pour mettre à niveau les sous-stations, les réseaux à haute tension-et les systèmes de surveillance de l'alimentation pour détecter les réseaux.
Dans les parcs éoliens, en raison du grand nombre d’éoliennes, le système électrique doit surveiller en permanence les changements de tension à chaque nœud. Les transformateurs de tension fournissent le support de données nécessaire pour la protection des relais de répartition du réseau et le contrôle du fonctionnement.
Pour les centrales électriques de stockage d'énergie, les transformateurs de tension peuvent aider à surveiller l'état de la tension pendant la charge et la décharge, et ainsi améliorer la sécurité de fonctionnement du système.
4. Fabrication industrielle
De nombreuses grandes entreprises industrielles, telles que les aciéries, les usines chimiques, les cimenteries, les exploitations minières et les grandes entreprises manufacturières, possèdent leurs propres systèmes de sous-stations et leurs propres équipements d'alimentation électrique à haute tension.
Ces entreprises ont généralement besoin de systèmes de distribution haute tension pour fournir une alimentation stable aux équipements de production. Des transformateurs de tension peuvent être installés dans-sous-stations et armoires de distribution sur site pour mesurer et protéger la tension d'alimentation.
Par exemple, lors du fonctionnement de gros moteurs électriques, de fours industriels et de systèmes de commande électrique, les fluctuations de tension peuvent affecter la stabilité des équipements. En collectant des données sur les transformateurs de tension, une tension anormale peut être détectée à temps pour éviter tout effet néfaste sur l'équipement de production.
5. Systèmes de protection des équipements électriques
Les transformateurs de tension ne sont pas seulement utilisés pour mesurer la tension, mais constituent également un composant important des systèmes de protection des relais.
Lors du fonctionnement d'équipements électriques à haute tension, des problèmes tels qu'une surtension, une sous-tension ou une fluctuation anormale de tension peuvent survenir. Ne pas détecter ces problèmes à temps peut entraîner une panne de l’équipement et même affecter la stabilité de l’ensemble du système électrique.
Les transformateurs de tension peuvent convertir le signal haute tension en un signal standard pouvant être reconnu par le dispositif de protection, afin que l'équipement de protection du relais puisse prendre des décisions en fonction des changements de tension. Par exemple, lorsqu'une anomalie de tension survient dans le système, le dispositif de protection peut déclencher une alarme ou effectuer une opération de déconnexion.
Par conséquent, les transformateurs de tension jouent un rôle important dans l’amélioration de l’automatisation et de la sécurité du système électrique.
6. Industrie ferroviaire
Les systèmes de transport ferroviaire nécessitent une alimentation électrique stable et fiable, c'est pourquoi les transformateurs de tension sont largement utilisés dans les systèmes d'alimentation électrique des réseaux de transport ferroviaire, métropolitain et urbain. Dans les sous-stations de traction, les transformateurs de tension sont principalement utilisés pour surveiller l'état des lignes de transport à haute tension et fournir des données pour le système de surveillance et de protection de l'alimentation.
En raison du fonctionnement long et continu des équipements de transport ferroviaire, le système d'alimentation électrique doit posséder une grande fiabilité. Les transformateurs de tension permettent au personnel de détecter les anomalies de tension à temps pour garantir la sécurité de l'exploitation des trains.
7. Réseaux intelligents et systèmes d'automatisation
Avec le développement de la technologie des réseaux intelligents, le système électrique nécessite de plus en plus d’acquisition de données et de contrôle automatique.
En tant qu'équipement clé pour l'acquisition de données d'alimentation, le transformateur de tension fournit des informations sur la tension en temps réel-pour un système de surveillance intelligent. Lorsqu'ils sont intégrés à des plateformes de protection numérique, de gestion de l'énergie et de contrôle d'automatisation, ils permettent une gestion plus précise du réseau.
Transformateurs de tension numériques largement utilisés dans les sous-stations intelligentes. Il utilise la transmission de signaux numériques pour améliorer l'efficacité du traitement des données et répondre aux besoins changeants du système électrique moderne.
8. Quels facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection d'un transformateur de tension ?
Différents scénarios d'application nécessitent différents transformateurs de tension. Lors de la sélection de l'équipement, une combinaison de tension nominale, de rapport de transformation, de précision, de charge (capacité de charge), de niveau d'isolation, d'environnement d'installation, etc., doit être prise en compte.
Par exemple, les systèmes de transmission à haute tension-donnent souvent la priorité aux performances d'isolation et à la stabilité opérationnelle-à long terme ; les entreprises industrielles peuvent se concentrer davantage sur la précision des mesures et la facilité de maintenance ; et les nouveaux projets énergétiques nécessitent que les équipements soient compatibles avec les systèmes de production connectés au réseau-.
Le choix du transformateur de tension approprié peut non seulement améliorer la précision des mesures, mais également améliorer la fiabilité de fonctionnement du système électrique.
Résumés
En tant que dispositif clé de mesure et de protection dans le système électrique, les transformateurs de tension sont largement utilisés dans la transmission et la distribution d'énergie, la production d'énergie, les nouvelles énergies, la fabrication industrielle, le transport ferroviaire, les réseaux électriques intelligents et d'autres industries.
En convertissant la haute tension en signaux de mesure sûrs et standardisés, le transformateur de tension peut facilement mesurer l'énergie, surveiller la puissance, protéger contre les défauts et contrôler automatiquement. Avec le développement de nouvelles énergies et de réseaux intelligents, le transformateur de tension jouera un rôle de plus en plus important dans le futur système électrique.
Foire aux questions
1. Quelles sont les principales fonctions d’un transformateur de tension ?
Les transformateurs de tension sont principalement utilisés pour réduire le signal de tension afin que l'instrument de mesure et le dispositif de protection puissent obtenir des informations sur la tension en toute sécurité et avec précision.
2. Quelles sont les principales applications des transformateurs de tension ? Principalement utilisé dans le transport et la distribution, les centrales électriques, les nouvelles énergies, la fabrication industrielle, le transport ferroviaire, les réseaux intelligents et d'autres industries.
3. Les transformateurs de tension peuvent-ils être utilisés dans de nouveaux projets énergétiques ?
Oui. « Les centrales photovoltaïques, les parcs éoliens, le stockage d'énergie, etc. ont tous besoin de transformateurs de tension pour la surveillance et la protection de la tension.
4. Quelle est la différence entre un transformateur de tension et un transformateur de courant ?
Les transformateurs de tension sont principalement utilisés pour mesurer les signaux de tension et le transformateur de courant est principalement utilisé pour mesurer le signal de courant, qui peut être utilisé pour la mesure de puissance ainsi que pour le système de protection.
V. Quels paramètres doivent être pris en compte lors de la sélection d'un transformateur de tension ?
Les paramètres clés incluent la tension nominale, le rapport de transformation, la précision, la charge (capacité de charge), la classe d'isolation et l'environnement de fonctionnement.
6. Pourquoi les transformateurs de tension conviennent-ils aux systèmes haute tension ?
Parce qu'ils assurent une isolation électrique entre le circuit haute tension et l'appareil de mesure, tout en abaissant la haute tension au signal basse tension standard, améliorant ainsi la sécurité du système.
