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Parcours : MASTER D’INGÉNIERIE EN ÉNERGIE RÉPARATION RANDRIAMBOAVONJY Rajo Hari

Parcours : MASTER D’INGÉNIERIE EN ÉNERGIE RÉPARATION RANDRIAMBOAVONJY Rajo Harivelo devant la commission d’examen composée de Président : Madame RAKOTO JOSEPH Examinateur : Madame RANDRIAMANANTANY Zely Arivelo Rapporteur : Monsieur RASAMIMANANA François de Salle UNIVERSITÉ D’ANTANANARIVO SCIENCES ET TECHNOLOGIES PHYSIQUE ET APPLICATIONS MÉMOIRE pour l’obtention du DIPLÔME DE MASTER MASTER D’INGÉNIERIE EN ÉNERGIE RENOUVELABLE sur : DIAGNOSTIC ET RÉPARATION D’UN TRANSFORMATEUR TRIPHASÉ présenté par RANDRIAMBOAVONJY Rajo Harivelo devant la commission d’examen composée de : KOTO JOSEPH Onimihamina Maître de Conférences Madame RANDRIAMANANTANY Zely Arivelo Professeur Titulaire Monsieur RASAMIMANANA François de Salle Maître de Conférences Le 26 Avril 2018 UNIVERSITÉ D’ANTANANARIVO SCIENCES ET TECHNOLOGIES PHYSIQUE ET APPLICATIONS RENOUVELABLE TRIPHASÉ RANDRIAMBOAVONJY Rajo Harivelo Maître de Conférences Professeur Titulaire Maître de Conférences Parcours : MASTER D’INGÉNIERIE EN ÉNERGIE RENOUVELABLE RÉPARATION RANDRIAMBOAVONJY Rajo Harivelo devant la commission d’examen composée de Président : Madame RAKOTO JOSEPH Examinateur : Madame RANDRIAMANANTANY Zely Arivelo Rapporteur : Monsieur RASAMIMANANA François de Salle UNIVERSITÉ D’ANTANANARIVO SCIENCES ET TECHNOLOGIES PHYSIQUE ET APPLICATIONS MÉMOIRE pour l’obtention du DIPLÔME DE MASTER MASTER D’INGÉNIERIE EN ÉNERGIE RENOUVELABLE sur : DIAGNOSTIC ET RÉPARATION D’UN TRANSFORMATEUR TRIPHASÉ présenté par RANDRIAMBOAVONJY Rajo Harivelo devant la commission d’examen composée de : KOTO JOSEPH Onimihamina Maître de Conférences Madame RANDRIAMANANTANY Zely Arivelo Professeur Titulaire Monsieur RASAMIMANANA François de Salle Maître de Conférences Le 26 Avril 2018 UNIVERSITÉ D’ANTANANARIVO SCIENCES ET TECHNOLOGIES PHYSIQUE ET APPLICATIONS MASTER D’INGÉNIERIE EN ÉNERGIE RENOUVELABLE TRIPHASÉ RANDRIAMBOAVONJY Rajo Harivelo Maître de Conférences Professeur Titulaire Maître de Conférences i REMERCIEMENTS En préambule à ce mémoire, j’aimerais adresser mes sincères remerciements aux personnes suivantes, pour la formation qui m’a été attribuée à la Faculté des Sciences, et pour l’expérience enrichissante qu’elles m’ont fait vivre pendant quatre mois de stage au sein de la Société pour la Maitrise de l’Eau, de l’Energie et de l’Environnement (SM3E) : • Monsieur Marson RAHERIMANDIMBY, Professeur Titulaire, Doyen du domaine sciences et technologies à l’Université d’Antananarivo, qui nous a permis de suivre la Formation Professionnelle en Master d’Ingénierie en Énergies Renouvelables. • Monsieur Hery Tiana RAKOTONDRAMIARANA, Maître de Conférences (H.D.R) et Responsable de la Mention Physique et Applications ; • Madame Onimihamina RAKOTO JOSEPH, Maître de Conférences et Responsable du parcours de formation professionnelle en Master d’Ingénierie en Energie Renouvelable d’avoir autorisé à présenter ce mémoire ; • Madame Zely Arivelo RANDRIAMANANTANY, Professeur Titulaire, membres du jury de la soutenance de ce mémoire ; • Monsieur François de Salle RASAMIMANANA, Maître de Conférences, qui a accepté de m’encadrer, ses conseils et sa disponibilité m’ont ainsi permis de mener bien le présent mémoire. • Tous les enseignants de la formation en Master d’Ingénierie en Énergies Renouvelables, qui nous ont guidé durant deux années et nous ont transmis leurs connaissances, leurs expériences et nous a conseillés afin que nous réussissions notre intégration professionnelle ; • Les personnels administratifs et les techniciens ; • Monsieur Rivoarivelo ANDRIAMASOMANALINA Gérant de la Société SM3E qui nous a acceptés en tant que stagiaire au sein de la société ; • Monsieur Rivo Robinson RANDRIAMANANTSOA chef d’atelier machine statique de la JIRAMA à Analamahitsy, qui nous ont guidé durant la réparation du transformateur ; • Mes parents, les collègues et mes amis, pour leur soutien et encouragement au cours de la réalisation de ce mémoire. ii TABLE DES MATIERES REMERCIEMENTS ................................................................................................................. i TABLE DES MATIERES ....................................................................................................... ii NOMENCLATURE ................................................................................................................ iii LISTE DES ABREVIATIONS .............................................................................................. iv LISTE DES FIGURES ............................................................................................................ v INTRODUCTION .................................................................................................................... 1 CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES TRANSFORMATEURS : .......................... 3 1.1. Transformateur de puissance : ................................................................................... 3 1.2. Transformateur monophasé : ........................................................................................... 3 1.2.1 Circuit magnétique : ................................................................................................... 4 1.3. Transformateur triphasé : ................................................................................................. 4 1.4. Rapport de transformation : ............................................................................................. 5 1.5. Couplage des transformateurs triphasés : ....................................................................... 6 1.7. Forme des noyaux des transformateurs triphasés : ......................................................... 8 1.8. Quelques définitions : ...................................................................................................... 9 1.9. Repérage des enroulements : ........................................................................................... 9 1.10. Pertes et refroidissement du système : ......................................................................... 10 1.11. Différents système de refroidissements : .................................................................... 11 1.12. Rôles des différents éléments d’un transformateur de puissance ............................... 13 CHAPITRE 2 : MATERIELS ET METHODES ............................................................... 14 2. Milieu d’étude : ................................................................................................................ 14 2.1.1. Multimètre : ............................................................................................................ 14 2.1.2. Mégohmmètre : ....................................................................................................... 14 2.1.3. Principe : ................................................................................................................. 14 2.1.4. Perche : .................................................................................................................... 15 2.2. Le diagnostic d’un Transformateur triphasé : ................................................................ 15 2.3. La réparation d’un transformateur triphasé : ................................................................. 17 CHAPITRE 3 : RÉSULTATS ET INTERPRÉTATIONS ................................................. 23 CHAPITRE 4 : DISCUSSIONS ............................................................................................ 28 CONCLUSION ....................................................................................................................... 30 REFERENCES ....................................................................................................................... 31 iii NOMENCLATURE Unité Symbole Observation Ampère A Intensité électrique Heure h Temps mètre m distance Ohm Ω Résistance électrique Volt V Tension électrique Watt W Puissance iv LISTE DES ABREVIATIONS BT : Basse Tension ; CEI ou IEC : Commission Électrotechnique Internationale ; MT : Moyenne Tension ; SM3E : Société pour la Maitrise de l’Eau, de l’Energie et de l’Environnement ; v LISTE DES FIGURES Figure 1 : Structure d’un transformateur monophasé ................................................................. 3 Figure 2 : Symbole d’un transformateur monophasé ................................................................ 4 Figure 3 : Symbole transformateur triphasé ............................................................................... 5 Figure 4: Différents symbole transformateurs triphasés ............................................................ 5 Figure 5: Mesure du rapport de transformation en triphasé ....................................................... 6 Figure 6 : Couplage des transformateurs triphasés .................................................................... 6 Figure 7 : Essai à vide sous tension réduite................................................................................ 7 Figure 8 : Essai en court-circuit ................................................................................................. 7 Figure 9 : Transformateur noyau à colonne ............................................................................... 8 Figure 10 : Transformateur noyau cuirassé ................................................................................ 9 Figure 11 : Répérage des enroulements .................................................................................. 10 Figure 12 : Type à ailettes ventilés ........................................................................................... 11 Figure 13 : Type de refroidissement direct la surface de la cuve ........................................... 12 Figure 14 : Vue d'ensembles des composants sur un transformateur ....................................... 12 Figure 15 : Perche .................................................................................................................... 15 Figure 16 : Test sous tension réduite ........................................................................................ 16 Figure 17: Commutateur de tension ......................................................................................... 17 Figure 18 : Micromètre ............................................................................................................ 18 Figure 19 : Gabarit en bois et Latheroide ................................................................................ 19 Figure 20 : Papiers kraft usé et neuf ......................................................................................... 19 Figure 21 : Machine Bobineuse................................................................................................ 20 Figure 22 : Bobines terminées .................................................................................................. 20 Figure 23 : Remontage bobines et culasse supérieur ............................................................... 21 Figure 24 : Chauffage de la partie active et traitement d’huile ................................................ 21 Figure 25: Partie active sous une bâche ................................................................................... 22 Figure 26 : Transformateur avant réparation ............................................................................ 23 Figure 27: Accessoires et joints du transformateur usés .......................................................... 23 Figure 28: Enroulement grillés ................................................................................................. 24 Figure 29: Papiers carbonisés ................................................................................................... 24 Figure 30 : Transformateur après réparation ............................................................................ 25 Figure 31 : Test sonore ............................................................................................................ 26 Figure 32 : Test présence MT .................................................................................................. 27 vi LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : Nomination des Types de refroidissements .......................................................... 10 Tableau 2: Valeurs des tensions entre phases de BT avant réparation .................................... 24 Tableau 3 : Valeurs des tensions de phase-neutre de BT avant réparation ............................. 24 Tableau 4: Valeurs des tensions entre phases de BT après réparation ................................... 25 Tableau 5: Valeurs des tensions de phase-neutre de BT après réparation .............................. 25 Tableau 6: La mesure d’isolement avec une tension d’essai 5 000 V ..................................... 26 Tableau 7: La mesure d’isolement avec une tension d’essai 1 000 V .................................... 26 1 INTRODUCTION Le transformateur triphasé est indispensable pour le transport de l’énergie électrique à longue distance. Le transformateur permet, d'une part d’élever la tension fournie par la source de production, élévation de tension nécessaire pour réduire les pertes d’énergie en ligne. D'autre part, le transformateur permet d'abaisser cette haute tension de ligne de transport, en une tension adaptée pour les utilisateurs. A Madagascar le taux d’électrifications de la population est encore très faible. La population augmente progressivement et son besoin en énergie suit également cette augmentation. Suite à cette élévation de demande incessante en énergie des consommateurs, la production de l’électricité ne parvient toujours pas à satisfaire ces besoins des utilisateurs. La conséquence de cette contradiction entre l'offre et la demande en énergie, les transformateurs subissent très souvent, des surcharges successives entraînant leurs destructions. Les surcharges fréquentes ainsi que d'autres contraintes de type mécanique, électrique ou climatique, sont les sources de détérioration du transformateur. Sa détérioration n'affecte pas uniquement le bon fonctionnement de tout le réseau de transport et de distribution d'énergie électrique, mais provoque également une répercussion très néfaste au niveau du générateur d'énergie électrique. Le dysfonctionnement de tout le système, dû à la seule destruction d'un seul transformateur, conduit certainement à des pertes financières énormes pour l’exploitant. C'est pourquoi, afin de pouvoir éviter toute coupure de l’électricité pour une durée de plusieurs jours à cause d'une panne d'un transformateur, comme ce fut le cas en 2016 dans la Commune rurale de Tolongoina, le Responsable technique de la société SM3E a envisagé d’avoir en réserve au moins un transformateur de secours. La société SM3E possède trois transformateurs, dont un fut endommagé. L’achat d’un transformateur neuf de même puissance et de même tension s’avère très cher par rapport au coût de réparation du transformateur endommagé. C’est pourquoi la Société nous a confié le diagnostic et tous travaux de remise en état de ce transformateur en panne. La Société pour la Maîtrise de l’Eau, uploads/Science et Technologie/ randriambaovonjyrajoh-pc-mast-2018-pdf.pdf