Temperaturschutz für Transformatorenöl

发布时间：30. Juli 2025 18:49:42

Der Transformatoröltemperaturschutz ist ein "Temperaturkontrollwächter" zur Verhinderung von Transformatorschäden aufgrund ungewöhnlich hoher Temperaturen. Seine Hauptaufgabe besteht darin, bei Überhitzungszuständen rechtzeitig einzugreifen, indem er die obere Öltemperatur des Transformators überwacht, um eine beschleunigte Alterung der Isolierung oder ein Verbrennen der Wicklungen zu verhindern. Es ist nicht nur der "Wächter", der die Lebensdauer der Ausrüstung garantiert, sondern auch die wichtigste Verteidigungslinie zur Aufrechterhaltung des stabilen Betriebs des Stromnetzes. Die folgende detaillierte Analyse aus dem Prinzip, Zusammensetzung, Aktion Logik und andere Aspekte:
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Warum ist die Öltemperatur ein "Gesundheitsbarometer" für Transformatoren?

Wenn der Transformator in Betrieb ist, werden Wicklungsverluste (Kupferverluste) und Kernverluste (Eisenverluste) in Wärme umgewandelt, wodurch sich die Temperatur des Isolieröls erhöht. Unter normalen Umständen wird die Öltemperatur durch Kühlkörper und die Wärmeabfuhr aus der Umgebung ausgeglichen, aber wenn die Verluste ungewöhnlich ansteigen (z. B. Kurzschluss der Wicklungen) oder die Wärmeabfuhr blockiert wird (z. B. Ausfall des Ventilators), steigt die Öltemperatur weiter an:
  • Wenn die Öltemperatur über80°C Wenn das Isolieröl oxidiert ist, verkürzt sich die Lebensdauer des Isolieröls exponentiell mit steigender Temperatur (die Oxidationsrate verdoppelt sich pro 10°C Anstieg);
  • überwiegen105°C Wenn die mechanische Festigkeit des Isolierpapiers (Kernmaterial der Wicklungsisolierung) deutlich nachlässt, kann es im Langzeitbetrieb zu einem Durchschlag der Isolierung kommen, der Kurzschlussfehler auslöst.
    Daher besteht das Wesen des Öltemperaturschutzes darin, das Isoliersystem durch Kontrolle der oberen Temperaturgrenze zu "schützen".

Kernkomponenten von Öltemperaturschutz- und Überwachungsobjekten

Das Öltemperaturschutzsystem besteht ausTemperaturüberwachungselemente,Signalverarbeitungseinheitim Gesang antwortenausführende AgenturDie drei Teile des Systems arbeiten zusammen, um den Prozess "Temperaturmessung - Beurteilung - Aktion" abzuschließen.

1. wichtige Überwachungselemente: Temperatursensoren

Der Sensor ist das "Auge" des Öltemperaturschutzes und muss in direktem Kontakt mit der oberen Öloberfläche stehen (die die gesamte Öltemperatur am besten widerspiegelt); gängige Typen und Merkmale sind
Sensor-Typ Arbeitsprinzip Schneidkante Anwendbare Szenarien
Druckthermometer Das Schutzrohr ist mit einer flüchtigen Flüssigkeit (z. B. Chlormethan) gefüllt, die sich bei Temperaturänderungen ausdehnt bzw. zusammenzieht, wobei der Druck durch das Kapillarrohr übertragen wird und den Zeiger und die elektrischen Kontakte betätigt. Einfacher Aufbau, vibrationsfest (keine Elektronik), lokal anzeigbar. Kleine und mittelgroße Transformatoren (bis zu 10 MVA), Verteilertransformatoren im Freien.
Platin-Widerstandssensoren(Pt100) Unter Ausnutzung der Eigenschaften des Platinwiderstandes, der sich mit der Temperatur ändert (100Ω bei 0℃, der Widerstand steigt um 0,385Ω pro 1℃ Temperaturanstieg), wird das Widerstandssignal über ein Kabel an den Thermostat übertragen. Hohe Messgenauigkeit (±0,5°C) und Datenfernübertragung. Großtransformatoren (35 kV und mehr), Umspannwerke, die eine zentrale Überwachung erfordern.
Faseroptische Sensoren Die Phase/Intensität eines optischen Signals ändert sich mit der Temperatur, wenn es sich durch eine optische Faser bewegt, und wird von einem Demodulationsgerät in einen Temperaturwert umgewandelt. Anti-elektromagnetische Störungen (geeignet für Hochspannungsumgebungen), korrosionsbeständig. Höchstspannungstransformatoren (1000kV), Spezialtransformatoren mit mehreren Ölspaltstrukturen.

2. die Signalverarbeitung und -steuerung: Thermostate

Der Thermostat ist das "Gehirn" des Öltemperaturschutzes. Er empfängt das Sensorsignal, vergleicht es mit dem voreingestellten Schwellenwert und gibt die Steueranweisungen aus. Zu seinen Hauptfunktionen gehören:

 

  • Echtzeitanzeige der Öltemperatur (lokale LED oder Fernüberwachungssystem);
  • Legen Sie mehrstufige Temperaturschwellenwerte fest (z. B. Kühlung einleiten, Alarm, Auslösung);
  • Aufzeichnung von Temperaturprofilen und Aktionshistorie (zur einfachen Fehlersuche).

Dreistufige Aktionslogik für den Öltemperaturschutz: von der Warnung bis zur Abschaltung

Der Öltemperaturschutz verwendet die Strategie der "abgestuften Reaktion", bei der die Maßnahmen schrittweise entsprechend dem Grad des Temperaturanstiegs ausgeweitet werden, wobei ein Gleichgewicht zwischen dem Schutz der Geräte und der Kontinuität der Stromversorgung hergestellt wird, mit den folgenden spezifischen Schwellenwerten (z. B. für ölgefüllte Transformatoren):

 

Temperaturbereich Auslösebedingung Schutzmaßnahme Zweck und Bedeutung
Anfahrkühlung (typischerweise 60 bis 70°C) Die Öltemperatur erreicht den eingestellten Wert (kann je nach Umgebungstemperatur angepasst werden, z. B. 60℃ im Sommer und 70℃ im Winter). Automatische Aktivierung des Kühlsystems:
- Kleintransformatoren: Schalten Sie das Kühlgebläse ein;
- Große Transformatoren: eine Reihe von Ölpumpen + Ventilator einschalten, wenn die Temperatur weiter ansteigt, dann den Reservekühler einschalten.		 Die Senkung der Öltemperatur durch aktive Wärmeabfuhr zur Vermeidung eines weiteren Temperaturanstiegs ist ein "präventiver Eingriff".
Hochtemperaturalarm (normalerweise 85~95°C) Nachdem die Öltemperatur den Startwert für die Kühlung überschritten hat, steigt sie nach 30-60 Minuten weiter bis zur Alarmschwelle an. Es werden Ton- und Lichtalarme ausgegeben (z. B. Kontrollraumalarm, Pop-up-Fenster des Überwachungssystems), und gleichzeitig werden die Alarmzeit und der Öltemperaturwert aufgezeichnet. Fordert den Bediener auf, die Ursache der Anomalie zu überprüfen (z. B. Ausfall des Kühlsystems, übermäßige Belastung), was einen manuellen Eingriff erfordert.
Notauslösung (normalerweise 95~105°C) Die Öltemperatur überschreitet den Alarmwert und steigt kurzzeitig stark an (z.B. 10°C innerhalb von 5 Minuten) oder erreicht den maximal zulässigen Wert. Schalten Sie sofort die Schutzschalter auf beiden Seiten des Transformators aus, unterbrechen Sie die Stromzufuhr, und gleichzeitig sendet das Gestänge das Signal "Öltemperatur ist zu hoch". Die Vermeidung von hohen Öltemperaturen, die zum Verdampfen des Isolieröls und zum Versagen des Isolierpapiers führen, gehört zur "letzten Verteidigungslinie".

 

Klassifikator für GeldsummenSchwellenwerteinstellungen variieren leicht von Hersteller zu Hersteller, z. B. kann die Auslösetemperatur bei Transformatoren mit erzwungener Ölumlaufkühlung auf 110 °C gesenkt werden (aufgrund einer effizienteren Wärmeabfuhr), siehe Typenschild des Geräts.

Synergistische Beziehung zwischen Öltemperaturschutz und anderem Temperaturschutz

Temperaturschutzsystem für Transformatoren, Öltemperaturschutz undTemperaturschutz der WicklungEs gibt sowohl eine Arbeitsteilung als auch eine Zusammenarbeit, und die Unterscheidung zwischen beiden sowie die Logik der Verknüpfung müssen geklärt werden:

 

Vergleichsmaßstab Öltemperaturschutz Temperaturschutz der Wicklung kollaborative Logik
Überwachung von Objekten Durchschnittliche Temperatur des oberen Isolieröls Hot-Spot-Temperatur im Inneren der Wicklung (10~20°C höher als die Öltemperatur) Im Normalbetrieb steht der Öltemperaturschutz im Vordergrund (der den Gesamtzustand widerspiegelt);
Bei einem Kurzschluss steigt die Temperatur der Wicklung stark an und löst vorrangig die Auslösung des Wicklungsschutzes aus.
Messverfahren Direkter Kontakt mit dem Ölstand (Sensor oben auf dem Tank) Indirekte Berechnung (vom Stromwandler gemessener Laststrom, kombiniert mit der Öltemperatur zur Ableitung der Hot-Spot-Temperatur) Wenn der Öltemperaturschutz nicht anspricht, die Wicklungstemperatur aber den oberen Grenzwert überschreitet, stellt das System eine "lokale Überhitzung" fest und erzwingt den Beginn der Kühlung oder die Auslösung.
Priorität des Schutzes Sekundär (langsamer reflektierend, geeignet für chronische Überhitzung) Primär (schnelle Reaktion bei plötzlicher Überhitzung) Beide lösen bei Erreichen der Auslösebedingung eine Abschaltung aus, wodurch eine "Doppelversicherung" entsteht.

Häufige Fehler und Fehlersuche beim Öltemperaturschutz

Eine Fehlfunktion oder ein Ausfall des Öltemperaturschutzes bedroht direkt die Sicherheit des Geräts, daher müssen folgende Punkte beachtet werden:

 

  1. Fehlalarm / Fehlauslösung
    • Ursachen: Wackelige Fühlerverdrahtung (abnormales Widerstandssignal), falscher Thermostat-Einstellwert, schlechte Wärmeabgabe aufgrund von Staubansammlungen im Kühler (falsch hohe Temperatur);
    • Fehlersuche: Sensoren neu kalibrieren, Thermostatparameter prüfen, Kühlerlamellen reinigen.
  2. Nicht funktionsfähig (Temperatur überschritten, aber keine Reaktion)
    • Ursachen: Beschädigte Sensoren (z.B. gebrochene Platinwiderstände), Aktuatorfehler (z.B. verbrannter Lüftermotor, verklemmte Schütze), durchgebrannte Sicherungen im Steuerkreis;
    • Fehlersuche: Prüfen Sie mit einem Multimeter den Widerstand des Sensors (Pt100 sollte 100Ω bei 0℃ betragen), testen Sie manuell, ob das Kühlsystem läuft, und prüfen Sie den Steuerkreislauf ein- und aus.
  3. Abweichung der Temperaturanzeige
    • Ursachen: Alterung des Sensors (Verlust der Genauigkeit), Störungen durch die Umgebungstemperatur (z. B. direkte Sonneneinstrahlung auf den Kraftstofftank, die zu einer lokal hohen Temperaturmessung führt);
    • Entsorgung: Regelmäßig (alle 1~2 Jahre) die Messorganisation zur Kalibrierung der Sensoren schicken, und Außentransformatoren werden mit Sonnenschutzvorrichtungen versehen.

Routinemäßige Wartung und Optimierungsvorschläge

  1. periodische Kalibrierung
    • Führen Sie jährliche Simulationstests des Thermostats durch: Erwärmen Sie den Fühler mit einem Thermostatenbad, um zu überprüfen, ob die Temperaturschwellenwerte für den Kühlstart, die Alarme und die Auslösungen korrekt sind;
    • Prüfen Sie die Isolierung der Sensorkabel alle 2 Jahre (um Kurzschlüsse durch Ölkorrosion zu vermeiden).
  2. Operative Optimierung
    • Anpassung der Einschalttemperatur der Kühlung an die Jahreszeit (z.B. Erhöhung auf 70°C im Winter, um unnötigen Ventilatorbetrieb zu vermeiden und Energie zu sparen);
    • Zeichnen Sie die Öltemperatur-Last-Kurve auf (wenn die Öltemperatur bei gleicher Last von Jahr zu Jahr ansteigt, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass das Kernsiliziumstahlblech altert und vorzeitig gewartet werden muss).
  3. Umweltanpassung
    • Bei Freilufttransformatoren ist darauf zu achten, dass die Heizkörper gut belüftet sind (kein Unkraut oder Schutt, der die Umgebung blockiert);
    • Hochtemperaturbereiche (wie der südliche Sommer) können mit einer Sprühkühlvorrichtung und einem Öltemperaturschutzgestänge (Öltemperatur über 75 ℃ automatische Sprühung) installiert werden.

Zusammenfassungen

Der Öltemperaturschutz ist die "grundlegende Verteidigungslinie" für die Temperaturkontrolle von Transformatoren. Durch die Überwachung des Trends der oberen Öltemperatur wird der abgestufte Schutz "Kühlungsregulierung - anormale Warnung - Notabschaltung" erreicht. Der Hauptwert liegt in der Ausgewogenheit von Anlagensicherheit und Stromversorgungszuverlässigkeit, um nicht nur einen Überschutz zu vermeiden, der zu häufigen Abschaltungen führt, sondern auch ein "entschlossenes Handeln" vor Erreichen der Gefahrenschwelle. In der Praxis sollte auf die Synergie mit dem Wicklungstemperaturschutz und die regelmäßige Wartung der Sensoren und Stellglieder geachtet werden, um eine wirksame Reaktion sowohl auf chronische Überhitzung (z. B. Überlast) als auch auf plötzliche Ausfälle (z. B. Ausfall der Kühlung) zu gewährleisten und letztlich die Lebensdauer des Transformators zu verlängern.
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