Étudiante au doctorat en ingénierie, Thota Jaya Sree a effectué sa soutenance de thèse le lundi 16 décembre. Sous la direction et codirection de recherche de Issouf Fofana (UQAC), Stephan Brettschneider (UQAC) et Esperanza Mariela Rodriguez Celis (Hydro-Québec) et la direction de programme de Duygu Kocaefe, sa thèse avait pour titre «Esters synthétiques comme alternatives à l’huile minérale pour transformateurs destinés aux régions froides».
Sous la présidence de Reza Jafari, le jury d’évaluation était composé de Fethi Meghnefi (UQAC) et Luc Loiselle (Tetratech).
Résumé de la thèse
Les transformateurs de puissance sont parmis les équipements les plus critiques et les plus coûteux connectés à un réseau électrique. La durée de vie attendue d’un transformateur de puissance rempli de liquide est généralement de plusieurs décennies. Cette durée de vie dépend principalement des performances du système d’isolation huile-papier. La surveillance de l’état de santé, les diagnostics et la prévision de l’état du système d’isolation du transformateur sont donc d’une importance technique et économique considérable. C’est pourquoi les ingénieurs des services publics surveillent périodiquement ou en continu les systèmes d’isolation (huile/papier) afin d’assurer un fonctionnement sûr et efficace du transformateur. La surveillance de l’état de l’huile isolante du transformateur comprend généralement des tests de diagnostic, le reconditionnement et la régénération. Les tests de diagnostic (physicochimiques et électriques) sont réalisés conformément à des routines de surveillance de l’état du transformateur. Les activités de reconditionnement et de régénération dépendent généralement de l’état de dégradation de l’isolation, de la durée de vie utilisée/vie résiduelle, et des produits de dégradation présents dans l’huile. Les caractérisations physicochimiques sont réalisées pour évaluer l’état du système d’isolation. Malgré une surveillance périodique, la dégradation des systèmes d’isolation ne peut être arrêtée : les caractérisations physicochimiques permettent de suivre la dégradation de l’isolation et d’assurer un fonctionnement sûr grâce à des mesures préventives soigneusement sélectionnées. Les activités de reconditionnement et de régénération font partie des mesures préventives prises en fonction du niveau de dégradation de l’isolation. Ces traitements peuvent prolonger la durée de vie de l’isolation.
Au cours des dernières décennies, la demande pour une durabilité environnementale et une sécurité sanitaire, tout en supportant des densités de puissance électrique élevées et des températures de fonctionnement élevées, a augmenté à l’échelle mondiale. Ainsi, les liquides diélectriques à base d’ester sont considérés comme une alternative potentielle aux liquides isolants minéraux. Les liquides diélectriques à base d’ester sont réputés pour leur meilleure maniabilité et durabilité, avec une durée de vie améliorée des systèmes d’isolation solide. Cependant, l’application des esters continue de poser des défis aux propriétaires de transformateurs et aux ingénieurs des services publics, notamment dans les régions froides. Le comportement diélectrique et le profil de viscosité de ces nouveaux liquides à des températures extrêmement basses sont difficiles à gérer. D’un autre côté, le comportement en fin de vie de ces nouveaux liquides est également un sujet de préoccupation majeur pour les propriétaires de transformateurs.
L’objectif principal de la présente recherche est de comprendre le potentiel des liquides synthétiques à base d’ester à faible point d’écoulement pour une application dans les régions froides. Un ester synthétique typique et une huile minérale sont également pris en compte à des fins de référence. Les recherches sont axées sur les phénomènes préclaquagee et les possibilités de régénération des liquides choisis.
La régénération des esters est un sujet d’intérêt majeur pour les propriétaires de transformateurs et les fabricants. Ce sujet est souligné par un nombre limité d’études dans la littérature, sans recommandations solides sur les aspects de régénération des esters. Par conséquent, la présente recherche met l’accent sur les avenues de régénération des liquides diélectriques à base d’ester. Les études se concentrent sur la régénération par adsorbant en utilisant des méthodes de percolation par gravité et par pression.
Les recherches sur les phénomènes préclaquage se concentrent sur la compréhension du comportement des liquides à faible point d’écoulement sous impulsion de foudre et sous contrainte en courant alternatif (AC). Les tests d’impulsion sont particulièrement axés sur les différentes conditions de champ, la dégradation thermique et la polarité des ondes de foudre. Les tests en AC mettent l’accent sur l’impact des températures allant de -50 ºC à 60 ºC ainsi que sur la dégradation thermique. iv
Les résultats de la recherche montrent le potentiel des adsorbants à base de silicate de magnésium pour la régénération des esters. À partir des tests préclaquage, il a été observé que la température, le type de champ et la dégradation de l’isolation ont un impact considérable sur les mécanismes de préclaquage et de claquage des liquides diélectriques à faible point d’écoulement.
Félicitations à Thota Jaya Sree pour la soutenance de sa thèse de doctorat!
