Soutenir Les Besoins Energetiques Croissants De L’Afrique : Investigation D’Une Defaillance Grave D’Alternateur
Toute défaillance sur un système électrique peut avoir des conséquences importantes. Mais quand il s’agit de production d’électricité dans une centrale électrique, elles peuvent être catastrophiques pour la centrale mais aussi pour l’approvisionnement en électricité d’une région ou d’une industrie. Les alternateurs sont des composants critiques de la production d’électricité, une défaillance grave sur un alternateur entrainera une baisse de la production d’électricité et des pertes de revenus importantes pour le producteur. La réparation ou le remplacement de celui-ci pourra prendre jusqu’à plusieurs mois, l’impact peut être conséquent, voire catastrophique.
Comment prévoir ce type de défaillance ? Comment en prévoir les conséquences ? Comment y remédier ? Retour d’expérience sur une défaillance grave d’un alternateur de turbine à gaz.
Cette centrale de production, mise en service en 2013, exploite 12 turbines fonctionnant au gaz naturel et couplées à des alternateurs de 20,77MVA. Construite pour absorber les pointes du réseau électrique, elle est actuellement en exploitation permanente compte tenu de la demande d’énergie croissante du pays.
 |
 |
Vue générale de la centrale |
Vue générale de l’usine |
Des maintenances régulières sont effectuées sur les composants critiques de la centrale, et plus particulièrement, sur les alternateurs. C’est lors de l’une de ces maintenances de niveau 3 d’un groupe de production, après 24000 heures de fonctionnement, que sont mises en évidence, pour la première fois, de nombreuses traces de décharges partielles.
Malheureusement, celles-ci seront confirmées très rapidement sur un autre groupe, en septembre 2018, par le déclenchement de la protection différentielle d’un alternateur une heure après sa remise en service faisant suite à une maintenance de premier niveau.
Le démontage et l’inspection visuelle de cet alternateur ont clairement fait apparaître des traces de décharges partielles similaires à celles constatées sur le premier alternateur, faisant craindre un phénomène identique pour tous les alternateurs de la centrale.
 |
 |
Traces de décharges partielles |
Défaillance stator |
Une mission d’experts a alors été mise en place pour inspecter, tester et diagnostiquer tous les alternateurs de la centrale, le but recherché étant d’identifier les causes de défaillance de cet alternateur et d’évaluer l’état et la durée de vie résiduelle des autres alternateurs.
Une inspection visuelle renforcée a été effectuée sur l’alternateur défectueux. Des échantillons ont aussi été prélevés pour une analyse laboratoire.
 |
 |
Défaillance stator |
Prise d’échantillons |
Un à un, les autres alternateurs de la centrale ont été arrêtés pour effectuer une inspection visuelle renforcée et procéder à des essais électriques de haut niveau : mesures hors service d’isolement, d’indice de polarisation, de facteur de puissance et de décharges partielles ; mesures EMI® en service.
Toutes ces mesures ont permis d’identifier la cause de défaillance du premier alternateur et d’évaluer l’état des autres alternateurs. Le programme de maintenance doit maintenant être actualisé pour tenir compte de ces expertises et intégrer la possibilité d’une défaillance grave dans les mois ou années à venir. Il doit intégrer un programme d’essai et d’inspection régulier, et la possibilité de vérifier de façon régulière le développement des décharges partielles sur chaque alternateur avec, notamment, l’installation de solutions de surveillance en service avec des coupleurs capacitifs.
Ces nouveaux moyens mis en place doivent permettre d’éviter une nouvelle défaillance catastrophique qui pourrait mettre en péril l’alimentation électrique de la région et les finances de l’exploitant de la centrale.
ADDITIONAL RESOURCES:
