Was ist ein Transformator-Temperaturmessgerät?

Was ist ein Transformator-Temperaturmessgerät?

Das Transformator-Temperaturmessgerät ist ein automatisiertes Gerät, das speziell für die Überwachung und Kontrolle der Temperatur kritischer Teile des Transformators in Echtzeit entwickelt wurde. Es misst kontinuierlich die Temperatur im Inneren des Transformators (hauptsächlich die Wicklungen und das Isolieröl) mit Hilfe von hochpräzisen Temperatursensoren und wandelt die Temperatursignale in visualisierte Daten um. Noch wichtiger ist, dass es sich um ein intelligentes Schutzsystem handelt, das automatisch eine Reihe von Vorgängen durchführen kann, wie z. B. die Alarmierung, die Aktivierung des Kühlsystems oder die direkte Unterbrechung der Stromversorgung des Transformators, wenn die Temperatur den voreingestellten Warnwert erreicht, um dauerhafte Schäden an der Ausrüstung aufgrund von Überhitzung zu verhindern.

Warum ist die Temperaturüberwachung so wichtig?

Die Lebensdauer eines Transformators hängt zu einem großen Teil vom Zustand der internen Isoliermaterialien ab, und die Temperatur ist der wichtigste Faktor, der die Alterung der Isolierung beeinflusst. Überhöhte Temperaturen können die chemische Zersetzung und den physikalischen Verfall von Isoliermaterialien drastisch beschleunigen, so dass sie spröde werden und ihre Isolationsfestigkeit verlieren. Daher ist eine genaue Temperaturüberwachung unerlässlich, um Überhitzungsschäden zu vermeiden, die Lebensdauer des Transformators durch Kontrolle der Betriebstemperatur innerhalb eines angemessenen Bereichs erheblich zu verlängern und eine wichtige Grundlage für die Beurteilung der Belastbarkeit des Transformators zu schaffen. Ungewöhnliche Temperaturveränderungen sind auch ein frühzeitiger Hinweis auf einen internen Ausfall und können wertvolle Informationen für die vorbeugende Wartung liefern.

Welches sind die wichtigsten Orte, die sie hauptsächlich überwacht?

Die Hauptaufgabe eines Transformator-Temperaturmessgeräts besteht darin, die beiden Stellen zu überwachen, die den Zustand des Geräts am besten wiedergeben:

1. Wicklungstemperatur: die Wicklung ist die wichtigste Wärmequelle, wenn der Transformator in Betrieb ist, seine interne Temperatur ist der höchste Punkt, das heißt, "Wicklung Hot-Spot-Temperatur", ist zu entscheiden, ob der Transformator kann sicheren Betrieb der grundlegenden Grenzen. Dies ist die kritischste Überwachung Indikatoren.

2. Obere Öltemperatur: Bei ölgefüllten Transformatoren ist das Isolieröl das Hauptkühlmedium. Die Temperatur des oberen Öls kann die gesamte Wärmeentwicklung des Transformators und die Kühleffizienz des Kühlsystems umfassend widerspiegeln.

Wie funktioniert das Temperaturmessgerät?

Je nach Art des Transformators sind das Prinzip und die Technologie der Temperaturmessung unterschiedlich.

Temperaturmessung bei ölgefüllten Transformatoren: Traditionell wird die "thermische Simulationsmethode" verwendet. Bei dieser Methode wird die Öltemperatur direkt mit Hilfe eines Temperaturmesspakets gemessen, das in der obersten Schicht des Transformatoröls angebracht ist. Gleichzeitig fließt ein kleiner Strom, der proportional zum Laststrom des Transformators ist, durch ein Heizelement im Inneren des Temperaturmessgeräts, das neben dem Paket angebracht ist, um den Temperaturanstieg der Wicklungen aufgrund des Laststroms zu simulieren. Letztlich zeigt das Gerät den überlagerten Wert der Öltemperatur und des simulierten Temperaturanstiegs an und spiegelt so indirekt die Hot-Spot-Temperatur der Wicklung wider.

Trockentransformator-Temperaturmessung: Diese Methode ist direkter. Bei der Herstellung werden die Pt100 Platin-RTD und andere Temperatursensoren direkt in die interne dreiphasige Wicklung eingebettet. Temperaturmessgerät durch den Anschluss dieser Sensoren, Echtzeit-Messung der Widerstandswert ändert, und nach der genauen "Widerstand - Temperatur" Korrespondenz, direkt berechnet die reale Temperatur der Wicklung.

Fluoreszierende faseroptische Temperaturmessung: Dies ist die derzeit fortschrittlichste und genaueste Temperaturmesstechnik. Bei der Herstellung von Transformatoren werden nichtleitende fluoreszierende faseroptische Sensoren direkt auf die Windungen der Wicklung gelegt. Das Prinzip besteht darin, ein bestimmtes fluoreszierendes Material in der Lichtimpulsanregung zu verwenden, dessen Fluoreszenzabklingzeit und Temperatur eine genaue Entsprechung haben. Da der Lichtwellenleiter selbst isoliert ist und keinen elektromagnetischen Störungen (EMI) unterliegt, ermöglicht er die direkteste, sicherste und genaueste Messung von Wicklungsheißstellen, insbesondere bei wichtigen Transformatoren mit hohen Spannungswerten und hohen Zuverlässigkeitsanforderungen.

Kernfunktionen des Temperaturmessgerätes

Ein komplettes Transformator-Temperaturmessgerät hat in der Regel die folgenden Kernfunktionen:

1. Datenmessung und -anzeige: Misst präzise die Temperatur der Wicklungen und des Öls und zeigt sie in Echtzeit an.

2. Steuerung des Kühlsystems: Wenn die Temperatur den voreingestellten Wert für den Lüfterstart erreicht, wird das Relais automatisch geschlossen und der Lüfter oder die Ölpumpe zur Zwangskühlung gestartet; wenn die Temperatur sinkt, wird das Kühlsystem automatisch geschlossen.

3. Alarmfunktion: Wenn die Temperatur den eingestellten "Alarm"-Wert überschreitet, wird ein Schaltsignal ausgegeben, und der Bediener wird durch Ton- und Lichtsignale darauf aufmerksam gemacht.

4. Übertemperatur-Auslöseschutz: Wenn die Temperatur erreicht die Grenze der Ausrüstung zu widerstehen, die "Trip"-Wert, die Ausgabe eines entscheidenden Schaltsignal, direkt abgeschnitten der Transformator Stromversorgung, die Umsetzung der höchsten Schutzniveau.

5. Kommunikation und Fernübertragung: in der Regel mit RS485 und anderen Kommunikationsschnittstellen ausgestattet, können alle Temperaturdaten und den Gerätestatus an das Hintergrundüberwachungssystem übertragen, um eine Fernüberwachung und unbeaufsichtigt zu erreichen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Warum haben Temperaturmessgeräte zwei unterschiedliche Temperaturpunkte für "Alarm" und "Auslösung"?
A: Dies dient dem abgestuften Schutz und dem vorbeugenden Management. Der untere "Alarm"-Temperaturpunkt dient als Frühwarnung, die den Bediener darauf hinweist, dass die Temperatur des Transformators hoch ist und die Last oder das Kühlsystem auf Normalität überprüft werden muss, was die Möglichkeit eines manuellen Eingriffs bietet. Der höhere "Auslöse"-Temperaturpunkt ist die letzte Verteidigungslinie, die anzeigt, dass die Temperatur den gefährlichen Grenzwert erreicht hat und die Stromzufuhr sofort unterbrochen werden muss, um schwere Unfälle wie das Durchbrennen der Ausrüstung zu verhindern.

F: Was ist der übliche Unterschied zwischen der Wicklungstemperatur und der oberen Öltemperatur?
A: Dieser Unterschied wird als "Temperaturanstieg zwischen Wicklung und Öl" bezeichnet, er ist kein fester Wert, sondern ändert sich mit der Transformatorlast. Je größer die Last, desto mehr Strom fließt durch die Wicklungen, desto mehr Wärme wird erzeugt, und desto größer ist dieser Temperaturunterschied. Bei Volllast kann dieser Unterschied 20 bis 30 Grad Celsius oder noch mehr erreichen, je nach Konstruktion und Kühlmethode des Transformators.

F: Was macht fluoreszierende faseroptische Temperaturmessgeräte den herkömmlichen Methoden überlegen?
A: Der Hauptvorteil liegt in drei Punkten: Erstens, "direkt", es ist direkt in Kontakt mit der Wicklung, die Messung ist die tatsächliche Hot-Spot-Temperatur, anstatt analoge Werte; Zweitens, "genau", hohe Messgenauigkeit, schnelle Reaktionszeit; Drittens, "sicher". Drittens ist es "sicher", die optische Faser selbst ist ein Isolator, völlig frei von der Interferenz von Hochspannung und starken elektromagnetischen Feldern, die grundsätzlich die Möglichkeit der Einführung von elektrischen Risiken durch die Temperaturmessung eliminiert.

F: Kann ich meinen alten Transformator mit einem Temperaturmessgerät ausstatten?
A: Bei Trockentransformatoren ist es sehr schwierig, später nachzurüsten, wenn die Sensoren nicht bereits bei der Herstellung eingebaut wurden. Bei ölgefüllten Transformatoren ist es einfach, den traditionellen Thermostat, der die obere Öltemperatur misst und die Wicklungstemperatur simuliert, nachzurüsten oder zu ersetzen. Um jedoch eine faseroptische Temperaturmessung zu erreichen, ist es notwendig, zur Werksüberholung zurückzukehren oder bereits eingebettete Lichtwellenleiter herzustellen, die nicht nachträglich in das Feld innerhalb der Wicklung eingebaut werden können.