Prolonger la durée de vie des transformateurs pour un réseau durable
par Senja Leivo, spécialiste principale du secteur industriel, Vaisala
Pourquoi la surveillance en ligne de la condition est importante
À mesure que la transition énergétique s'accélère, les réseaux électriques sont confrontés à des défis sans précédent. L’électrification des transports et du chauffage, ainsi que le développement rapide des centres de données, augmentent fortement la consommation d’électricité, qui devrait même doubler au cours des 25 prochaines années.
Les centres de données modernes, fonctionnant grâce à l’IA et aux services cloud, peuvent chacun utiliser autant d’électricité qu’une petite ville, ajoutant une charge élevée et constante à des réseaux déjà sollicités, qui subissent une augmentation du chargement dynamique en raison de la croissance rapide des énergies renouvelables et de l’expansion de la production distribuée.
Pourtant, ces demandes croissantes surviennent à un moment où les parcs de transformateurs dans de nombreuses régions vieillissent plus rapidement que la mise en service de nouvelles capacités. La chaîne d’approvisionnement mondiale pour les nouveaux transformateurs est sous pression, avec des délais de livraison qui sont souvent de 18 à 36 mois.
Les opérateurs de réseaux doivent faire face à un déficit de capacité : des actifs vieillissants, des chargements plus dynamiques et plus lourds, et des équipements de remplacement qui peuvent mettre des années à arriver. Dans cet environnement, prolonger la durée de vie des transformateurs devient à la fois une nécessité pour la fiabilité et une opportunité en matière de durabilité.
Les infrastructures vieillissantes font face à un réseau plus exigeant
Les transformateurs construits il y a des décennies pour un chargement stable et prévisible font désormais face à des conditions de fonctionnement bien plus complexes. La production d’énergie renouvelable introduit des flux de puissance fluctuants ; les ressources énergétiques distribuées provoquent des profils de chargement irréguliers ; le transport électrifié augmente la demande de pointe ; et les centres de données ajoutent des exigences de chargement importantes, continues et souvent en forte croissance.
Ces pressions combinées accélèrent le vieillissement de l’isolation, augmentent les contraintes thermiques et accentuent le risque de défauts—en particulier dans les unités plus anciennes. La maintenance traditionnelle basée sur le temps ne peut tout simplement pas suivre cette nouvelle réalité. Ce dont les services publics ont besoin, c’est d’une visibilité continue sur la santé des transformateurs.
Prolongation de la durée de vie grâce à la surveillance en temps réel de la condition
Du point de vue de la durabilité et de la résilience du réseau, la surveillance en ligne offre des avantages majeurs :
|
La surveillance des conditions en ligne – en particulier l’analyse des gaz dissous (DGA) – est l’un des outils les plus efficaces pour évaluer les conditions, ce qui permet de prolonger la durée de vie des transformateurs.
La surveillance continue des gaz dans l’huile du transformateur pour identifier les signes précoces de points chauds, de stress thermique, de décharges partielles et de défauts incipients transforme le DGA en un véritable moniteur de santé en temps réel qui révèle souvent des problèmes bien avant qu’ils ne deviennent critiques.
Combler l’écart de capacité grâce à la remise à neuf et à la réévaluation
Au regard des longs délais de mise en œuvre pour les nouveaux transformateurs, la remise à neuf et la réévaluation des transformateurs constituent, en tant qu'outils supplémentaires de gestion de la capacité, une option intéressante pour les gestionnaires de réseau.
La remise à neuf, qui peut englober le séchage de l’isolation, la récupération de l’huile, la réparation du système d’étanchéité, la modification du système de protection, la mise à niveau des bagues, l’augmentation de la capacité de refroidissement, voire le rembobinage parfois, peut ramener les transformateurs vieillissants à un état presque neuf. Cette approche est plus rapide, nettement plus durable et bien moins gourmande en ressources que d’acheter constamment de nouveaux équipements.
La réévaluation, ou l’augmentation de la capacité de charge d’un transformateur dans le respect de la sécurité, aide les opérateurs de réseau à faire face à la demande croissante induite par l’électrification et les centres de données. Toutefois, la réévaluation doit être guidée par des données sur les conditions en temps réel. La surveillance – en particulier la DGA, le suivi de l’humidité et la modélisation thermique – peut offrir aux opérateurs l’option de libérer en toute sécurité la capacité cachée sans raccourcir la durée de vie des actifs.
Une voie durable vers l’avenir
Les transformateurs sont au cœur de la transition vers l’énergie propre. Prolonger la durée de vie des transformateurs grâce à la surveillance en ligne de leur condition est l’une des actions les plus efficaces que les exploitants de réseaux puissent entreprendre pour répondre à la demande croissante liée à l’électrification, à l’intégration des énergies renouvelables et à l’expansion des centres de données. Chaque année supplémentaire d’exploitation réduit l’utilisation de matériaux, diminue les émissions et renforce la résilience du réseau.
À mesure que la consommation d'électricité continue d'augmenter, une gestion des actifs plus intelligente devient indispensable – et ce n'est pas une option. La surveillance en ligne fournit aux services publics les informations nécessaires pour exploiter les flottes de transformateurs vieillissantes de manière sûre, durable et fiable pendant des décennies.
About the author
Senja Leivo is the Senior Industry Expert at Vaisala, specializing in the condition monitoring of power transformers. With 25 years of international industrial experience, she plays a crucial role in integrating customer feedback into R&D. She’s been a key contributor to the development of Vaisala’s multi-gas DGA monitor from the very beginning.
An experienced speaker at industry conferences, Senja actively engages in international research collaborations, e.g. CIGRE and IEC working groups, and other initiatives focused on transformer condition assessment. Senja is also the Convenor of the new CIGRE JWG A2/D1.74 – Online moisture monitoring of transformers for ageing assessment.