مستشعرات مراقبة درجة حرارة المحولات المغمورة بالزيت

أولاً: خصوصية مراقبة درجة حرارة المحولات المغمورة بالزيت

• يدور الزيت العازل أثناء التشغيل، ويتأثر توزيع درجة الحرارة بدوران الزيت (عادةً ما تكون درجة حرارة الطبقة العليا أعلى من درجة حرارة الطبقة السفلى);
• درجة حرارة اللف هي مؤشر المراقبة الأساسي، ولكن اللفات مغمورة في الزيت، مما يجعل القياس المباشر صعبًا (تحتاج إلى اختراق العزل أو الاعتماد على الاستقراء غير المباشر);
• يجب أن يكون المستشعر مقاومًا للتآكل الكيميائي للزيوت العازلة (مثل الزيوت المعدنية والزيوت الاصطناعية) وأن يتكيف مع نطاق درجة حرارة يتراوح بين - 30 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية;
• تتطلب بعض السيناريوهات تصميمًا مقاومًا للانفجار (مثل المساحات المغلقة مثل وسائد وخزانات النفط لتجنب انفجارات بخار النفط الناجم عن الشرر).

ثانيًا، نوع مستشعر درجة الحرارة الشائع وخصائصه

1 - أجهزة استشعار المقاومة البلاتينية (Pt100)

• دقة عالية (خطأ ≤ ± 0.1 ℃ ~ ± 0.5 ℃)، دقة عالية (خطأ ≤ ± 0.1 ℃ ~ ± 0.5 ℃)، خطية جيدة، مناسبة لقياس درجة حرارة الزيت، سطح اللف وغيرها من قياس درجة حرارة التلامس المباشر;
• مستقر، وعمر طويل (يصل إلى 10 سنوات أو أكثر)، يمكن أن يتحمل الغمر طويل الأمد في الزيت العازل (تحتاج إلى تغليف غلاف مقاوم للتآكل);
• يتطلب إرسالًا سلكيًا، وهو عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي (يلزم وجود سلك تدريع معدني)، وهو صغير الحجم (قطره 5 ~ 10 مم)، ومناسب للتضمين في خزانات الوقود أو وسائد الزيت.
  السيناريوهات القابلة للتطبيق::
• مراقبة درجة حرارة الزيت في أعلى الخزان (مغمورة مباشرة في الزيت، مما يعكس الحالة العامة لتبديد الحرارة);
• درجة الحرارة السطحية للملف (مثبتة على السطح الخارجي للملف بواسطة قوس عازل، ومعالجة العزل المطلوبة).

2 - أجهزة الاستشعار الحرارية المزدوجة (النوع K، النوع E)

• نطاق درجة حرارة عريض (-200 ℃ ~ 1300 ℃)، يمكن تكييفه مع سيناريوهات الحمل الزائد للمحول في وقت قصير (مثل لف درجة الحرارة الزائدة في وقت قصير إلى 200 ℃);
• هيكل بسيط، منخفض التكلفة، مقاوم للاهتزازات والصدمات، مقاوم للتآكل الزيتي عند تغليفه في مبيت معدني;
• دقة أقل (خطأ ± 1 ℃ ~ ± 3 ℃)، ويتطلب تعويضًا باردًا (تؤثر درجة الحرارة المحيطة على القياس)، والخطية أسوأ من المقاومة البلاتينية.
  السيناريوهات القابلة للتطبيق::
• مراقبة الاحتياجات غير عالية الدقة مثل درجة حرارة زيت قاع الخزان ودرجة الحرارة الأساسية;
• يستخدم كمستشعر احتياطي للمقاومات البلاتينية للمراقبة الاحتياطية في درجات الحرارة القصوى.

3 - جهاز تحكم بدرجة حرارة الزيت مزود بمستشعر مدمج (مقياس حرارة الضغط)

• لا حاجة لمصدر طاقة، آمن جوهريًا (لا يوجد خطر حدوث شرارات كهربائية)، مناسب لسيناريوهات مقاومة للانفجار (على سبيل المثال فوق خزانات الوقود);
• هيكل متين ومقاوم للزيوت والاهتزازات وسهل الصيانة (متوسط العمر المتوقع لأكثر من 15 عامًا);
• دقة منخفضة (خطأ ± 2 ℃ ~ ± 5 ℃)، وقت استجابة بطيء (مستوى الدقيقة)، غير قادر على إخراج إشارات كهربائية مباشرة (يجب إقرانها مع جهات الاتصال للتحكم البسيط).
  السيناريوهات القابلة للتطبيق::
• المراقبة الروتينية لدرجة حرارة الزيت للمحولات المغمورة بالزيت (خاصة للمحولات الصغيرة والمتوسطة الحجم) كوسيلة أساسية لقياس درجة الحرارة أو كوسيلة احتياطية;
• سيناريوهات التحكم الأساسية حيث يجب ربط أنظمة التبريد (مثل مضخات الزيت والمراوح).

4 - أجهزة استشعار الألياف الضوئية الفلورية

• مقاومة قوية للغاية للتداخل الكهرومغناطيسي (نقل الألياف الضوئية للإشارات الضوئية، بدون أجزاء موصلة)، متكيفة تمامًا مع جانب المحول عالي الجهد في البيئة الكهرومغناطيسية القوية;
• دقة قياس عالية (خطأ ≤ ± 0.5 درجة مئوية)، وزمن استجابة سريع (بالمللي ثانية)، والتقاط تقلبات درجة حرارة اللف في الوقت الحقيقي;
• مقاوم للتآكل الزيتي، ودرجة الحرارة العالية (درجة حرارة التشغيل على المدى الطويل - 50 ℃ ~ 200 ℃)، المسبار صغير (قطر ≤ 2 مم)، يمكن تضمينه داخل اللف دون الإضرار بالعزل;
• الألياف البصرية مرنة بطبيعتها، مما يجعل من السهل توجيهها عبر الهيكل المعقد للمحولات، وآمنة في جوهرها (لا يوجد خطر حدوث شرارات كهربائية) لسيناريوهات مقاومة للانفجار.
  السيناريوهات القابلة للتطبيق::
• المراقبة المباشرة للنقاط الساخنة للملف في المحولات الكبيرة المغمورة بالزيت (والتي تعكس بدقة أعلى نقطة حرارة للملف وهي البيانات الأساسية لتقييم تقادم العزل);
• السيناريوهات التي تتطلب دقة قياس عالية وقدرة على مقاومة التداخل (مثل المحولات 220 كيلو فولت وما فوق);
• عند الحاجة إلى تشغيل مستقر طويل الأجل مع تكاليف صيانة منخفضة (يمكن أن تدوم المواد الفلورية لأكثر من 10 سنوات).

5 - أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء (بدون تلامس)

• قياس بدون تلامس بدون كسر مانع تسرب الخزان (مناسب لتعديل المحولات القديمة);
• تركيب مرن، ومراقبة عن بُعد للجدار الخارجي للخزان، ودرجة حرارة سطح مستوى زيت الوسادة الزيتية;
• خطأ أعلى (± 3 ℃ ~ ± 10 ℃)، يتأثر بشدة بالبيئة (مثل بقع مقياس مستوى الزيت وأشعة الشمس المباشرة)، غير قادر على قياس درجة الحرارة الداخلية.
  السيناريوهات القابلة للتطبيق::
• بالإضافة إلى مستشعرات التلامس، تتم مراقبة الحالة الحرارية العامة للخزان;
• المحولات الأقدم أو سيناريوهات المراقبة المؤقتة حيث لا يكون من الملائم تركيب مستشعرات التلامس.

ثالثاً - نقاط المراقبة الرئيسية ومتطلبات التركيب

رابعاً - العوامل الرئيسية للاختيار

1. نطاق درجة الحرارة:: يغطي درجات حرارة التشغيل العادية (من 40 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية) ودرجات الحرارة الزائدة قصيرة الأجل (على سبيل المثال من 120 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية);
2. متطلبات الدقة:: يجب مراقبة البقع الساخنة للملف في حدود ±1 درجة مئوية (يفضل استخدام الألياف البصرية الفلورية)، ويمكن تخفيف درجة حرارة الزيت العلوية إلى ± 2 درجة مئوية (تكفي Pt100);
3. التكيف البيئي:: يتطلب مقاومة للتآكل بالزيت العازل (حزمة الفولاذ المقاوم للصدأ اختيارية)، ومقاومة للانفجار (مثل موافقة Ex dⅡCT4)، ومقاومة للماء (حماية IP68);
4. جدوى التركيب:: المستشعرات المصغرة مطلوبة للملفات المدمجة (قطر ≤ 5 مم) والواجهات المطابقة (مثل الخيط M27 x 2) مطلوبة لتركيب الخزان;
5. توافق الإشارة:: يجب أن يكون متصلاً بالترموستات ونظام SCADA (على سبيل المثال 4 ~ 20 مللي أمبير، خرج RS485)، وهو مناسب للمراقبة والتحكم عن بُعد.

خامساً - التكوين النموذجي لنظام مراقبة درجة الحرارة

• محولات الطاقة:: جمع درجة حرارة الزيت العلوية، ودرجة حرارة اللف (مباشرة أو غير مباشرة);
• ترموستات:: يستقبل إشارات المستشعرات، ويعرض درجة الحرارة ويضبط العتبات (على سبيل المثال 80 درجة مئوية لبدء تشغيل المروحة، 100 درجة مئوية، إنذار 100 درجة مئوية، 130 درجة مئوية);
• المشغلات:: معدات تبريد الوصلة (مضخات الزيت، المراوح)، تبدأ درجة الحرارة الزائدة في التبريد تلقائيًا، وتؤدي الظروف القاسية إلى تعثر الحماية.

الملخصات