5 Lösungen für die Temperaturüberwachung von Trockentransformatoren

Ursachen für Heizungsfehler bei Trockentransformatoren und wichtige Überwachungspunkte

Trockentransformatoren als Herzstück des Verteilernetzes haben eine Isolationslebensdauer, die direkt von der Betriebstemperatur abhängt (pro 6°C Anstieg halbiert sich die Isolationslebensdauer). Im Langzeitbetrieb ist dieEisenverluste (Hysterese- und Wirbelstromverluste)im Gesang antwortenKupferverlust (Widerstandsverlust)ist die Hauptwärmequelle. Darüber hinaus erzeugen nichtlineare Lastenhöhere HarmonischeDies führt zu einem Skineffekt und erhöht die Erwärmung der Wicklung erheblich. Bei schlechter Wärmeableitung oder langfristiger Überlastung führt dies zur Alterung der Epoxidharzisolierung, zu Rissen und sogar zu Kurzschlüssen und Ausfällen von Windungen.

Um den sicheren Betrieb des Transformators zu gewährleisten, müssen die folgenden Kernbereiche genau überwacht werden:

• Niederspannungs-Wicklung (LV):Höhere Ströme sind die wichtigste wärmeerzeugende Komponente, und die Temperatur des heißesten Punktes wird normalerweise überwacht.
• Hochspannungswicklungen (HV):Hochspannungen, die für herkömmliche Sensoren nur schwer in direktem Kontakt zu messen sind, stellen einen schwer zu überwachenden Bereich dar.
• Eisenkern:Verhindert örtliche Überhitzung durch Mehrpunkt-Erdung.
• Stromschienenverbindungen:Die Steckverbinder der Hoch- und Niederspannungsleitungen sind anfällig für Wärmeentwicklung aufgrund eines zu hohen Übergangswiderstands, der durch Lockerung entsteht.

• Beste empfohlene Lösung: fluoreszierende faseroptische Temperaturmesstechnik

1. fluoreszierende faseroptische Temperaturmesstechnik (dringend empfohlen)

Für Trockentransformatoren mit hoher Spannung und starkem Magnetfeld ist die fluoreszierende optische Fasertemperaturmessung die einzige Technologie, die eine “direkte Temperaturmessung von Hochspannungswicklungen” ermöglicht.

Technologischer Vorsprung:Die faseroptische Sonde hat eine extrem hohe Isolierung und Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen. Sie kann direkt auf der Oberfläche der Hochspannungswicklung (HV) und innerhalb des Kanals vergraben oder installiert werden, ohne dass man sich Gedanken über Kriechstrecken und Isolationsdurchbrüche machen muss. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden kann es die “heißeste Stelle” innerhalb der Wicklung realistischer erfassen, und die Daten werden nicht durch den Streufluss des Transformators beeinträchtigt, so dass im Langzeitbetrieb keine Drift auftritt.

2. herkömmliche PT100/PT1000 RTD-Temperaturmessung

Dies ist die derzeitige werkseitige Standardlösung für Trockentransformatoren und ist in der Regel in den Niederspannungswicklungen vormontiert.

Technische Merkmale:Die Technologie ist ausgereift und die Kosten sind niedrig. Allerdings ist der Sensor ein Metallleiter, es gibt Isolationsrisiken in Hochspannungsumgebungen und kann normalerweise nur die Temperatur der Niederspannungsseite überwachen. Darüber hinaus können starke elektromagnetische Störungen bei der Inbetriebnahme des Transformators oder bei einem Kurzschluss zu einer Verzerrung des PT100-Signals oder zu einem Fehlalarm führen, und wenn der eingebettete Sensor beschädigt ist, ist es äußerst schwierig, ihn zu ersetzen.

3. die Infrarot-Wärmebild-Überwachungstechnologie

Berührungslose Abtastung der Transformatoroberfläche mit einer Infrarot-Wärmebildkamera.

Technische Merkmale:Ideal für die Überwachung der Temperatur von freiliegenden Transformatorenklemmen, Sammelschienenverbindungen und des Gehäuses. Seine Einschränkung ist, dass es die Epoxidharz-Gießschicht nicht durchdringen kann, so dass es die tatsächliche Hot-Spot-Temperatur im Inneren der Wicklung nicht messen kann. Nur als Hilfsmittel zur Inspektion, kann die interne Temperaturmessung nicht ersetzen.

4. drahtlose passive Temperaturmesstechnik (RFID/SAW)

Übertragung von Temperaturdaten über Hochfrequenzsignale, Sensor auf Klemmleiste oder Oberfläche montiert.

Technische Merkmale:Es löst das Problem der lästigen Verkabelung und eignet sich für die Umwandlung des externen Anschlusspunktes des alten Transformators. Da jedoch der Transformator selbst eine große Quelle elektromagnetischer Störungen ist, kann das Funksignal sehr leicht abgeschirmt oder gestört werden, was zu einer instabilen Datenübertragung führt. Und der Sensor ist groß, kann nicht in der engen Wicklung Luftweg installiert werden.

5. faseroptische Gitter (FBG) zur Temperaturmessung

Die Temperatur wird anhand der Änderung der Wellenlänge des Lichts gemessen und hat die isolierenden Eigenschaften einer optischen Faser.

Technische Merkmale:Obwohl die Gittersensoren gegen elektromagnetische Störungen resistent sind, reagieren sie äußerst empfindlich auf Belastungen. Die mit dem Betrieb eines Trockentransformators einhergehenden mechanischen Vibrationen (50 Hz/100 Hz) können leicht zu einer Drift der Gitterwellenlänge führen, was wiederum Messfehler zur Folge hat. Außerdem sind Glasfasergitter in der komplexen Installationsumgebung des Transformators spröde und bruchgefährdet.

Vergleich der Leistung von 5 Überwachungssystemen für Trockentransformatoren

Schlussfolgerung und Empfehlungen für die Auswahl

Für Trockentransformatoren, insbesondere für 35kV und höhere Spannungsebenen oder für Rechenzentren und Bahnanlagen, wo die Zuverlässigkeit der Stromversorgung sehr wichtig ist.Fluoreszierende faseroptische ThermometrieEs ist die beste Upgrade-Lösung, um den traditionellen PT100 zu ersetzen. Er löst nicht nur das Problem der Industrie, dass die Hochspannungsseite die Temperatur nicht direkt messen kann, sondern gewährleistet auch die Genauigkeit der Daten in einer starken elektromagnetischen Umgebung.

Für maßgeschneiderte faseroptische Temperaturmesslösungen für Trockentransformatoren wenden Sie sich bitte an: Fuzhou InnoTech.