Enquête sur les pratiques de l'industrie en matière de déconnexion de bobines de stator des alternateurs hydrauliques et sur leurs impacts

L'enroulement stator est un des composants essentiels d'un alternateur hydraulique. Quand un défaut à la terre se produit dans un alternateur hydraulique en service, il n'est pas toujours possible de procéder immédiatement à un remplacement de la bobine en défaut. En effet, pour des raisons commerciales ou contractuelles l'alternateur doit être remis en exploitation dans les délais les plus courts. Souvent la solution rapide consiste à déconnecter les bobines en défaut et à faire fonctionner l'alternateur avec un déséquilibre de tension acceptable, en attendant un arrêt programmé au cours duquel la réparation pourra être exécutée.

Alors que le remplacement des barres préformées peut être très facilement réalisable avec du personnel compétent, dans le cas où des barres de rechange sont disponibles, la situation est tout à fait différente quand il s'agit de procéder à un remplacement de bobines multispires. Dans ce dernier cas une solution possible, qui requiert l'intervention d'un personnel hautement qualifié et un volume de travail significatif, consiste à:

• Couper les parties (jambes) côté entrefer de quelques bobines en bon état,
• Extraire et remplacer les bobines en défaut,
• Raccorder en position les nouvelles jambes de bobine côté entrefer.

L'autre solution, qui est beaucoup plus facile à réaliser et qui coûte moins cher, consiste à couper et à shunter les bobines en défauts, et à exploiter l'alternateur avec un déséquilibre de tension, jusqu'à son ultéreur rembobinage.

La Brochure Technique (BT) présente les différentes pratiques mises en oeuvre pour déconnecter les bobines, et propose des informations sur les pratiques les meilleures, qui assurent un fonctionnement sûr de l'alternateur exploité avec des bobines déconnectées.

Contenu de la Brochure Technique

La Brochure Technique comporte 5 chapitres et des annexes, dont la teneur est la suivante :

Chapitre 1 : Le chapitre explicite les besoins à l'origine et les objectifs de la BT, élaborée à partir de l'expertise de l'industrie, issue de différentes publications de référence et enrichie des contributions à une enquête. 

Chapitre 2 : On trouve dans ce chapitre des informations sur les enroulements de stator, sur les différents types d'enroulements de stator, et une section plus pédagogique sur les principes fondamentaux des diagrammes d'enroulement, sur leur lecture et leur établissement, sur le calcul des facteurs d'enroulements, sur les types de connexions des enroulements, etc. Ces informations sont destinées à donner les informations techniques nécessaires pour lire et comprendre un diagramme d'enroulement et être capable de situer la position des bobines en défaut dans le diagramme.

Chapitre 3 : Ce chapitre constitue un guide technique sur :  

• La manière de localiser un défaut de l'enroulement stator, pour des bobines directement à la terre et non directement à la terre
• La déconnexion d'une bobine en défaut et sur l'évaluation de l'état du reste de la bobine
• L'analyse des dommages provoqués par ledéfaut au sein de l'enroulement et sur le noyau
  • Les méthodes de réparation des enroulements
  • Comment on doit déconnecter une bobine
  • Comment shunter et ouvrir une bobine
  • Comment raccorder un jambe entrefer de bobine
  • Comment remplacer une bobine complète
  • Comment déconnecter un circuit parmi d'autres

• Les essais électriques requis sur le reste de la bobine après la déconnexion des bobines en défaut
• Les mesures à effectuer avant le retour en exploitation de l'alternateur
• Les méthodes de réduction du déséquilibre entre circuits
• Les pièces de rechange nécessaires pour les remplacements de bobine, pour les barres, côtés entrefer et opposé, d'enroulements imbriqués ou ondulés

Dans ce chapitre sont présentés les moyens de réduction des impacts négatifs sur la production de l'alternateur en choisissant les bonnes bobines de même contribution à la tension dans le circuit de production de la tension. Dans certains cas une bobine peut être déconnectée sans conséquences majeures sur la puissance nominale de l'alternateur. Dans d'autres cas, qui représentent la majorité des situations, des bobines en bon état doivent être shuntées pour éviter une réduction significative de la puissance nominale due l'alternateur.

Chapitre 4 : Ce chapitre est dédié à la présentation des résultats d'une enquête auprès des possesseurs d'alternateurs hydrauliques de petite et grande puissances, du Canada, d'Allemagne, du Portugal et des Etats-Unis, et auprès de constructeurs, de consultants et de chercheurs du Brésil, du Canada, de Croatie, d'Allemagne, d'Italie et des Etats –Unis