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Nbre Annexes : 1

Centre d’Ingénierie Hydraulique Savoie-Technolac - 73373 Le Bourget-du-Lac Cedex - Tél. 04.79.60.60.60 Siret 552 081 317 30577 - Fax 04.79.60.61.61 -

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EDF POLE INDUSTRIE DIVISION PRODUCTION INGENIERIE HYDRAULIQUE CENTRE D’INGENIERIE HYDRAULIQUE

Résumé :Ce document résume les expertises visuelles réalisées sur les transformateurs d’évacuation d’énergie des ouvrages de production Hydroélectrique de Boali 1 & Boali 2.

Ind. (Objet de la révision) :

Rédaction Vérification Approbation nom / date sign nom / date sign nom / date sign.

C.VERN H.DUMAS D.PASCHINI

11/05/2009 12/05/2009 13/05/2009

Code Concerto : E124/018961/E3HOF-AFO

Note Technique Compte Rendu X

Classement : Note de calcul

Accessibilité � � �Classification(Cf. procédure IH.*.*.3506)

Confidentiel Seul le destinataire du document peut en prendre connaissance Catégorie 1

Restreint x Document ne pouvant sortir d’EDF sans lettre ou bordereau d'envoi du

service émetteur

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Service

Catégorie 3 Libre

Document public Catégorie 4

COPYRIGHT EDF 2000

Projet : Sécurisation des ouvrages BOALI 1 et 2 – République Centrafricaine - ENERCA.

Titre : Rapport d’expertise des transformateurs d’évacuation d’énergie des centrales de BOALI 1 & BOALI 2.

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EDF-CIH IH.BOAL-AMOA.EXPERTISE.00001 /A

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E26410FRENCH0P1sfo1CV11BOALI1Mai109.doc /13

6200$,5(1 REFORMULATION DU BESOIN.............................................................................................................. 3

1.1 BESOINS .................................................................................................................................................... 3 1.2 PARTICIPANTS A LA MISSION ............................................................................................................. 3

2 DESCRIPTION DE L’AMENAGEMENT ................................................................................................. 3

2.1 DONNÉES GÉNÉRALES SUR LE RÉSEAU ÉLECTRIQUE DE TRANSPORT............................................................. 3 2.2 BOALI2....................................................................................................................................................... 3

3 INTRODUCTION ......................................................................................................................................... 4

4 EXPERTISE DES TROIS TRANSFORMATEURS.................................................................................. 4

4.1 TRANSFORMATEUR T1 USINE BOALI 2 .......................................................................................................... 4 4.1.1 caractéristiques T1........................................................................................................................ 4 4.1.2 relevés d’expertise visuelle............................................................................................................ 4 4.1.3 dossier photographique................................................................................................................. 4 4.1.4 analyse physico-chimique ............................................................................................................. 6 4.1.5 conclusion ..................................................................................................................................... 6

4.2 TRANSFORMATEUR TR USINE BOALI 2 ......................................................................................................... 7 4.2.1 caractéristiques TR ....................................................................................................................... 7 4.2.2 relevés d’expertise visuelle............................................................................................................ 7 4.2.3 dossier photographique................................................................................................................. 7 4.2.4 analyse physico-chimique ............................................................................................................. 8 4.2.5 conclusion ..................................................................................................................................... 8

4.3 TRANSFORMATEUR T1 USINE BOALI 1 ........................................................................................................ 10 4.3.1 caractéristiques T1...................................................................................................................... 10 4.3.2 relevés d’expertise visuelle.......................................................................................................... 10 4.3.3 dossier photographique............................................................................................................... 10 4.3.4 analyse physico-chimique ........................................................................................................... 11 4.3.5 conclusion ................................................................................................................................... 12

5 PRÉCONISATION INGÉNIÈRIE CONSEIL ......................................................................................... 12

5.1 RECOMMANDATIONS .................................................................................................................................. 12 5.2 STRATÉGIE DE PERMUTATION ..................................................................................................................... 12 5.3 PLANNING TRAVAUX DE MAINTENANCE ..................................................................................................... 12 5.4 PRECAUTION ENVIRONNEMENTALE ............................................................................................................ 13

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reformulation du besoin BESOINS Ces expertises visuelles ont été inscrites dans le cadre des missions de 2009 afin d’établir un programme de maintenance sur les trois transformateurs d’évacuation d’énergie des centrales hydroélectriques des aménagements de Boali 1 & Boali 2. Ces expertises ont pour objectif d’analyser (au travers d’un diagnostic), proposer et mettre en œuvre s’il y a lieu des solutions nécessaires à court et moyen termes sur l’outil de production électrique. Ceci, dans l’optique de le sécuriser et le fiabiliser.

PARTICIPANTS A LA MISSION MM. Samuel TOZOUI, Louis Marie SONGUELE, Olivier MEVALAII, Levy DAKABONA, Jean-Claude (chef usine Boali1) pour ENERCA. MM. Christian RONGEAT & Christophe VERN pour EDF CIH.

DESCRIPTION DE L’Amenagement DONNÉES GÉNÉRALES SUR LE RÉSEAU ÉLECTRIQUE DE TRANSPORT La République Centre Africaine dispose de moyens de production d’électricité limités. La majeure partie de l’électricité est produite par des centrales hydroélectrique. Actuellement, ces usines sont Boali 2 (8.5 MW) et Boali 1 (10MW). Ces ouvrages se trouvent géographiquement à 90 kilomètres environ de la capitale Bangui, principale consommatrice d’énergie. Par ailleurs, il existe des moyens de productions thermiques situés dans la capitale (5 MW). Deux lignes de transport de 80 kilomètres environ relient les usines hydrauliques aux deux postes HTB Bangui A et Bangui B. La ligne Baoli 1-Baoli 2-Bangui B est dimensionnée pour une tension d ‘exploitation de 110 kV pour un transit nominal de 35 MW, érigée en 1976. Cependant cet ouvrage est exploité actuellement en 63 kV. La ligne Baoli 1-Bangui B a été construite en 1952 pour une tension d ‘exploitation de 63 kV pour un transit nominal de 15 MW. Les usines de Boali 1 et Boali 2 font partie d’un ensemble d’usines construites sur la rivière M’BALI, affluent de l’OUBANGUI dans la région de BOALI au Nord- Est de la ville de BANGUI. Cette rivière présente des caractéristiques hydrauliques intéressantes. Cette région est le berceau et le centre de l’ensemble de la production hydraulique de la République Centrafricaine. Au droit des chutes de BOALI, le premier aménagement, BOALI 1, a été mis en service en 1955 (G1 et G2), complété par la mise en service des groupes 3 & 4 en 1964 et du dernier groupe (G5) en 1969. La puissance de l’aménagement est de 8 750kW. En amont de BOALI 1, il a été construit en 1972 la première tranche de BOALI 2 (2x5 MW). Il reste la possibilité d’équiper une 2ème tranche identique. Enfin, en amont de BOALI 2, il a été exécuté en 1990 le barrage de BOALI 3. L’exploitation de la retenue de Boali 3, depuis 1991, a permis d’augmenter de façon très significative, le productible de Boali 1 et Boali 2.

BOALI2 La centrale hydroélectrique de BOALI 2 est composée de 2 groupes de type multiples, associés respectivement à une turbine Francis verticale de 5 MW et mises en service en 1975. Les alternateurs N°1 & N°2 ont une puissance apparente respective de 5,5 MVA et évacue l’énergie via le réseau 63 kV depuis le poste HTB. La production nette de cet aménagement en 2007 a été de 80,0 GWh. A lui seul, il représente 60% de la production du pays.


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introduction En sus des expertises visuelles et afin de connaître plus précisément l’état de ces trois appareils, nous avons procédé, lors de notre mission du mois de décembre 2008, à des prélèvements d’échantillons d’huile. Au travers de l’interprétation des résultats physico-chimique de ces prélèvements, nous devrions avoir une idée plus exhaustive de l’état intrinsèque de chaque transformateur.

expertise des trois transformateurs TRANSFORMATEUR T1 USINE BOALI 2

CARACTÉRISTIQUES T1

BOALI 2 T1

Constructeur ENERGOINVEST Année 1975

Type NT 11000 –120/60 – 5,5 Nb phases 3 Ph

N° de série 33460 F 50 Hz Puissance 11 000 kVA Classe isolement A Tension 5500 V Intensité 1 154 A Ucc % 9,07 m 11,455

Réfrigération ONAN Spécification CEI 76 Masse totale 38 000 Kg Masse partie active 15 400 Kg Masse huile 12 500 Kg CPHT oui

Niveau isolement 123 / 72,5 / 7,2 Couplage YNd11

RELEVÉS D’EXPERTISE VISUELLE Nous avons mené cette expertise conjointement avec les exploitants Enerca de la centrale de Boali 2 et nous constatons visuellement les points suivants :

♦ Fuite sur l’ensemble des joints des éléments de radiateur (partie supérieure et inférieure).

♦ Fuite au niveau des joints des plaques de trappes de visite. ♦ Fuite au niveau du joint de cuve. ♦ Fuite au niveau des joints d’embase des bornes HTA. ♦ Fuite au niveau du joint supérieur de la borne HTA c. ♦ Produit de déhumidification (Silicagel) usagé.

Nota : Les fuites importantes de ce transformateur amène l’exploitant à réaliser régulièrement des appoints d’huile. Aucune précaution particulière n’est prise et ce rajout annuel s’élève à plus de 500 litres.

DOSSIER PHOTOGRAPHIQUE Photographie n° 1 :

Vue générale Transformateur T1. Photographie n° 2 :

Vue de dessus.


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Photographie n° 3 : Vue latérale gauche.

Photographie n° 4 : Vue latérale droite.

Photographie n° 5 : Vue arrière.

Photographie n° 6 : Vue dessus.

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Photographie n° 7 :

Vue arrière.

Photographie n° 8 : Vue Borne HTA c.

ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE

Les propriétés physico-chimiques de l’huile sont conformes aux recommandations se trouvant dans les normes. L’indice d’acidité est correct et il n’existe pas de phénomènes de dégradation significative des isolants solides. Cependant, il est à noter une légère teneur en eau qui s’élève à 14,83 ppm ramené à 20°C caractéristique d’une huile légèrement hydratée. La tension disruptive (de claquage) est très faible et semble être la cause de la combinaison de plusieurs facteurs comme la présence d’eau et de particules. Il est à noter l’absence de traces de souffre corrosif symptomatique et de PCB. L’analyse des gaz dissous ne révèle aucune anomalie ainsi que les dérivées furaniques.

CONCLUSION Au regard des constations visuelles et de l’interprétation des résultats d’analyse physico chimique, ce transformateur devrait subir une intervention de maintenance lourde. Ces travaux consistent :

♦ au remplacement de la borne HTA c (si nécessaire), ♦ au remplacement des joints :

♦ d’embase des bornes HTA et HTB, ♦ des trappes de visite, ♦ du joint de cuve, ♦ des vannes isolement des radiateurs, ♦ du relais Buchholz, ♦ des diverses vannes.

♦ Au nettoyage du conservateur, ♦ Au traitement de la charge d’huile et à la filtration, ♦ Au contrôle du fonctionnement des motoventilateurs.

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TRANSFORMATEUR TR USINE BOALI 2 CARACTÉRISTIQUES TR

BOALI 2 T1

Constructeur ALSTOM-SAVOISIENNE Année 1983

Type Nb phases 3 Ph

N° de série H 68360 – 01 F 50 Hz Puissance 11 000 kVA Classe isolement Tension 5500 V Intensité 1 155 A Ucc % 9 m 11,636


Niveau isolement 140 / 38 / 22 Couplage YNd11


♦ Aucune fuite sur l’ensemble des joints des éléments de radiateur (partie supérieure et inférieure).

♦ Aucune fuite au niveau des joints des plaques de trappes de visite. ♦ Aucune fuite au niveau du joint de cuve. ♦ Aucune fuite au niveau des joints d’embase des bornes HTA et HTB. ♦ Thermostat de relevés de température Hors Service (à remplacer).

Nota : Cet appareil est stocké à l’extérieur de la centrale de Boali 2. Depuis, il n’a reçu ni entretien particulier, ni contrôle de son diélectrique, ni essais électriques. Caractéristiques Bornes HTB :

BOALI 2 TR Constructeur ASEA Année 1983

Catégorie LF 123061 – A N° Serie 170202 In 800 A U 123 Kv


Vue générale Transformateur TR.

Photographie n° 10 : Vue de dessus.

Photographie n° 11 : Sonde température HS.

Photographie n° 12 : Vue plaque signalétique.

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Photographie n° 13 : Vue Borne point neutre.

Photographie n° 14 : Vue plaque indicatrice de couplage.


Les propriétés physico-chimiques de l’huile sont conformes aux recommandations se trouvant dans les normes. L’indice d’acidité est correct et il n’existe pas de phénomènes de dégradation significative des isolants solides. Cependant, il est à noter une importante teneur en eau qui s’élève à 47 ppm ramené à 20°C caractéristique d’une huile hydratée. La tension disruptive (de claquage) est très faible et semble être la cause de la combinaison de plusieurs facteurs comme la présence d’eau et de particules. Il est à noter l’absence de traces de souffre corrosif symptomatique et de PCB. L’analyse des gaz dissous ne révèle aucune anomalie ainsi que les dérivées furaniques.

CONCLUSION Au regard des constations visuelles et de l’interprétation des résultats d’analyse physico chimique, ce transformateur devrait subir une intervention de maintenance avant toute utilisation. Ces travaux consistent :

♦ au remplacement du thermostat de température, ♦ au contrôle de l’ensemble des joints et remplacement si nécessaire ♦ essais électriques :

♦ isolement HTA/HTB ; ♦ HTA/masse ; ♦ HTB/masse ; ♦ Couplage et rapport de transformation ; ♦ Fonctionnement des sondes de température.


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♦ Traitement de la charge d’huile afin d’extraire le maximum d’eau contenue dans l’huile et la matière cellulosique (papier et carton) et d’éliminer les différents particules.


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TRANSFORMATEUR T1 USINE BOALI 1

CARACTÉRISTIQUES T1

BOALI 2 T1

Constructeur ENERGOINVEST Année 1975

Type NT 11000 –120/60 – 5,5 Nb phases 3 Ph

N° de série 33460 F 50 Hz Puissance 11 000 kVA Classe isolement A Tension 5500 V Intensité 1 154 A Ucc % 9,07 m 11,455


Niveau isolement 123 / 72,5 / 7,2 Couplage YNd11


♦ Fuite sur l’ensemble des joints des éléments de radiateur (partie supérieure et inférieure) ;

♦ Fuite au niveau des joints des plaques de trappes de visite ; ♦ Fuite très importante au niveau du joint de cuve ; ♦ Fuite importante au niveau du joint du CPHT ; ♦ Fuite au niveau des joints d’embase des bornes HTA ; ♦ Bornes HTA cassées ;. ♦ Produit de déhumidification (Silicagel) usagé.

Nota : Les fuites importantes de ce transformateur amène l’exploitant à réaliser régulièrement des appoints d’huile. Aucune précaution particulière n’est prise et ce rajout annuel s’élève à plus de 800 litres. De plus, cet appareil a été le siège d’incendie (coté bornes HTA) à plusieurs reprises lors de chocs de foudre. Il est donc probable que les enroulements internes de l’appareil aient subi des efforts électrodynamiques élevés voire des désordres.


Vue générale Transformateur T1.


Photographie n° 17 : Vue dessus coté CPHT.


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Photographie n° 20 : Vue dessus.

Photographie n° 21 : Vue arrière Bornes HTA.

Photographie n° 22 : Vue Borne HTA HS.


Les propriétés physico-chimiques de l’huile sont conformes aux recommandations se trouvant dans les normes. L’indice d’acidité est correct et il n’existe pas de phénomènes de dégradation significative des isolants solides. Cependant, il est à noter une légère teneur en eau qui s’élève à 17 ppm ramené à 20°C caractéristique d’une huile légèrement hydratée. La tension disruptive (de claquage) est très faible et semble être la cause de la combinaison de plusieurs facteurs comme la présence d’eau et de particules. Il est à noter l’absence de traces de souffre corrosif symptomatique et de PCB. L’analyse des gaz dissous ne révèle aucune anomalie ainsi que les dérivées furaniques.

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CONCLUSION Au regard des constations visuelles et de l’interprétation des résultats d’analyse physico-chimique, ce transformateur devrait subir une intervention de maintenance lourde. Ces travaux consistent :

♦ au remplacement de toutes les bornes HTA ; ♦ essai électrique avant décuvage ; ♦ à un décuvage de la partie active pour :

♦ inspection visuelle des enroulements ; ♦ essai électrique ; ♦ nettoyage de la cuve

♦ au remplacement des joints : ♦ d’embase des bornes HTA et HTB, ♦ des trappes de visite, ♦ du joint de cuve, ♦ des vannes isolement des radiateurs, ♦ du relais Buchholz, ♦ des diverses vannes.

♦ Au nettoyage du conservateur, ♦ Au traitement de la charge d’huile, ♦ Au contrôle du fonctionnement des motoventilateurs.

préconisation ingénièrie conseil RECOMMANDATIONS Au vu des inspections et analyses relatées dans les paragraphes ci-dessus, du contexte spécifique, du mode d’exploitation, nous vous proposons d’élaborer une stratégie de maintenance à court et moyen terme sur les transformateurs actuels. Nous sommes particulièrement préoccupés par les résultats sur les tensions disruptives qui sont particulièrement bas. Quant au transformateur de Boali 1, de part les avaries subies, les analyses et inspection visuelle, son état général est jugé comme inquiétant.

STRATÉGIE DE PERMUTATION Nous vous proposons :

1. dans un premier temps de permuter le TR en lieu et place du T1B2 de Boali 2 ; 2. dans un deuxième temps de transporter le T1B2 de Boali 2 vers Boali 1 et de

permuter ; 3. dans un troisième temps de permuter le TR avec un transformateur neuf (TN) mis

en place à Boali 2 ; 4. dans un quatrième temps d’effectuer des travaux de maintenance lourde sur T1

Boali 1 pour le stocker comme une réserve. Cette stratégie a pour objectif de permettre à la centrale de Boali 2 de se doter d’un outil de production en adéquation avec les travaux de remise à niveaux et de disposer d’un appareil de rechange. D’améliorer et de sécuriser cette unité de production avec le T1B2 remis à niveau, en la dotant de 2 transformateurs interchangeables par le biais d’un appareil de rechange T1B1 (remis en conditions opérationnelles).

PLANNING TRAVAUX DE MAINTENANCE I. Par conséquent, nous vous recommandons d’effectuer en premier lieu les travaux sur

le TR et un traitement de sa charge d’huile. II. Travaux liés au T1B2 avant son transport et traitement charge huile sur Boali 1 avant

permutation. III. Travaux liés au T1B1 après la permutation à Boali 1.


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PRECAUTION ENVIRONNEMENTALE Pour toutes interventions sur les transformateurs, il est recommandé aux agents ENERCA d’être dotés des équipements de protection individuelle (gants, chaussures sécurité, lunettes, bleu de

travail,…) et de disposer des kits d’absorption (boudins, feuilles, sacs, gants,….°). Les interventions doivent être préparées afin d’analyser les risques de pollution et anticiper les solutions palliatives adaptées à chaque risque (ex : bac de rétention).

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