Transmisión remota del nivel de aceite del transformador principal Función del medidor del nivel de aceite del transformador Requisitos técnicos

发布时间:15 de agosto de 2025 10:41:13

La transmisión remota del nivel de aceite del transformador principal se realiza a través de la señal de nivel de aceite del transformador de recogida del sensor, y su transmisión al sistema de monitorización remota (como SCADA de sala de control, monitorización entre bastidores), para lograr la monitorización remota del nivel de aceite en tiempo real y soluciones técnicas de alarma anormal, el papel principal es evitar el retraso de la inspección manual in situ, para garantizar el funcionamiento seguro del transformador.
Telemetría de transformadores sumergidos en aceite
La siguiente es una introducción general y no representa los parámetros de nuestros productos. ¡Póngase en contacto con nosotros para más detalles!

I. Componentes básicos

  1. Sensor de nivel de aceite (unidad de adquisición de campo)
    Instalado en el tanque del transformador o en el armario de almacenamiento de aceite, es el núcleo de la adquisición de señales, y los principales tipos son los siguientes:
    • Sensores de flotadorEl flotador se utiliza para subir y bajar el nivel de aceite para accionar la estructura mecánica (por ejemplo, imán), disparando el interruptor de láminas o el elemento Hall para emitir la cantidad de conmutación (alarma de nivel de aceite alto y bajo) o la cantidad analógica (nivel de aceite continuo de 4-20 mA).
    • Sensores capacitivosA través de la diferencia de constante dieléctrica del medio aceite/gas, el cambio de nivel de aceite se convierte en cambio de valor de capacitancia, que se convierte en señal eléctrica estándar por circuito, adaptándose a alta temperatura y fuerte entorno electromagnético con alta precisión.
    • Sensores ultrasónicos: Medición sin contacto que calcula el nivel de aceite mediante la transmisión de ondas ultrasónicas y la recepción de ondas reflejadas del nivel de líquido, adecuada para escenarios en los que no es aconsejable instalar un sensor de contacto.
  2. unidad de transmisión de señales
    • Medio de transmisión: mayoritariamente utilizadoCables blindados(antiinterferencias electromagnéticas), o convertidas en señales digitales (RS485, Ethernet) para su transmisión a través de dispositivos de medición y control (por ejemplo, terminales inteligentes) en el cuerpo del transformador.
    • Tipo de señal:
      • Analógico: 4-20mA (corriente principal, capacidad antiinterferencia, correspondiente al nivel de aceite 0-100%);
      • Cantidad de conmutación: 2-3 grupos (correspondientes a nivel de aceite bajo, nivel de aceite normal, nivel de aceite alto/alarma de desbordamiento);
      • Digital: Transmisión a través de Modbus, IEC 61850 y otros protocolos, compatible con la configuración y calibración remotas.
  3. Unidad de control remoto
    Recibe la señal transmitida y se da cuenta:
    • Visualización en tiempo real: muestra el nivel de aceite como valor numérico, gráfico de barras o dial analógico en la interfaz de monitorización;
    • Vinculación de alarmas: cuando el nivel de aceite supera el límite (bajo nivel de aceite escasez de aceite, alto nivel de aceite desbordamiento de aceite), activa alarmas acústicas y visuales, registro e incluso vinculación de la lógica de protección del transformador (por ejemplo, bajo nivel de aceite bloqueo de regulación de tensión);
    • Trazabilidad histórica: Almacena los datos de nivel de aceite y admite el análisis de tendencias (por ejemplo, para determinar las fugas lentas de aceite).

II. Principales requisitos técnicos

  1. adaptación medioambiental
    Los sensores necesitan soportar la alta temperatura de funcionamiento del transformador (normalmente - 30 ℃ ~ 100 ℃), fuertes interferencias electromagnéticas (fugas del transformador), y con resistencia a prueba de explosiones, a la corrosión del aceite (acero inoxidable, caucho fluorado y otros materiales).
  2. Precisión de la medición
    Normalmente se requiere que el error sea ≤±1% (escala completa) para evitar falsas alarmas o alarmas omitidas (por ejemplo, no se puede reconocer una fuga menor) debido a la falta de precisión.
  3. Redundancia y fiabilidad
    • Los transformadores críticos pueden diseñarse con redundancia de "doble sensor" para evitar un único punto de fallo;
    • Los cables de señal deben tenderse de forma independiente, lejos de los cables de alta tensión, para reducir la distorsión de la señal causada por interferencias electromagnéticas.
  4. compensación de temperatura
    Cambios en el volumen de aceite del transformador con la temperatura puede conducir a "falso nivel de aceite" (como el aumento de la temperatura del aceite nivel de aceite parece subir), parte del sensor incorporado en la función de compensación de temperatura, a través de la señal de temperatura del aceite para corregir el valor de medición del nivel de aceite, para garantizar que los datos son verdaderos.

III. Problemas comunes y tratamiento

problemas comunes Posibles causas Recomendaciones para la manipulación
No hay cambios en la señal de nivel de aceite Atasco del sensor (tipo flotador), rotura del cable Inspección de la mecánica del sensor, medición de la conexión/desconexión del cable
Gran desviación de la indicación del nivel de aceite Falta de compensación de la temperatura, fallo de calibración del sensor Activar la compensación de temperatura, recalibrar los sensores
falsa alarma Interferencias electromagnéticas, umbrales de sensor mal ajustados Comprobar la conexión a tierra del blindaje, ajustar los umbrales de alarma

IV. Implicaciones de la aplicación

  • protección de seguridadSupervisión en tiempo real de la escasez de aceite (que provoca fallos de aislamiento o disipación del calor), los vertidos de aceite (que provocan riesgos de incendio) y la activación oportuna de las alarmas;
  • Optimización de las operaciones: Reduzca la frecuencia de las inspecciones manuales y anticipe las tendencias anormales del nivel de aceite (por ejemplo, fugas crónicas) mediante datos históricos;
  • Adaptación desatendidaFunciones: Proporcionar soporte de datos de estado clave para el modo de subestación desatendida, en línea con las necesidades de desarrollo de la red inteligente.

¿Cómo elegir la solución de telemedida del nivel de aceite adecuada para su transformador principal?

La selección de la solución de telemetría del nivel de aceite del transformador principal requiere una combinación deParámetros del transformador, entorno del emplazamiento, requisitos funcionales, costes de O&MLas cuatro dimensiones básicas siguen los principios de "adaptabilidad ante todo, fiabilidad en primer lugar y equilibrio económico", y los pasos específicos y consideraciones clave son los siguientes:

Primero, aclarar los parámetros del propio núcleo del transformador (premisa básica)

La estructura y las características de funcionamiento del transformador determinan directamente la idoneidad de la solución, por lo que es necesario comprobar prioritariamente los siguientes parámetros:

 

  1. Capacidad del transformador y nivel de tensión
    • Transformadores de gran capacidad (≥110kV) o de estaciones importantes (por ejemplo, transformadores principales en subestaciones centrales): se requiere y recomienda una mayor fiabilidad.Diseño de doble sensor redundante(por ejemplo, sensores capacitivos primarios y de reserva) para evitar un único punto de fallo que podría provocar un fallo en la supervisión;
    • Pequeñas y medianas capacidades (35 kV e inferiores) o transformadores de distribución: la solución puede simplificarse eligiendo un único sensor (por ejemplo, de tipo flotador) para reducir costes.
  2. Tipo de conservador de aceite
    La estructura del conservador de aceite determina cómo se montan los sensores y debe ajustarse con precisión:
    Tipo de conservador de aceite Características estructurales Tipos de sensores recomendados advertencia
    Conservador de aceite abierto El contacto directo con la atmósfera lo hace susceptible a la entrada de contaminantes/vapores. Tipo flotador (con estructura de sellado), tipo condensador Es necesario comprobar periódicamente la resistencia de los sensores a las incrustaciones
    Armarios de almacenamiento de aceite de cápsula / diafragma El petróleo está aislado de la atmósfera y tiene una cápsula elástica interna Capacitivo (sin contacto), tipo ultrasónico Evite la fricción directa entre el sensor y la cápsula para evitar roturas
    Conservador de aceite ondulado Fuelle metálico retráctil para regular el nivel de aceite Capacitivo (montaje lateral), Magnetostrictivo El sensor debe adaptarse a la carrera de expansión y contracción del fuelle.

II. Adecuación a las condiciones medioambientales del emplazamiento (principales limitaciones)

El entorno sobre el terreno es un "umbral duro" para la selección de sensores y es necesario evaluar con detenimiento los siguientes factores:

 

  1. rango de temperatura
    • Zonas frías (como el noreste, noroeste): elegir sensores resistentes a bajas temperaturas (temperatura de funcionamiento ≥ -40 ℃), para evitar que los sensores de tipo flotador debido a la baja temperatura de formación de hielo atascado;
    • Entorno de alta temperatura (por ejemplo, al aire libre en el sur, planta cerrada): elija el tipo capacitivo o ultrasónico con resistencia a la temperatura ≥120℃ para evitar el envejecimiento por alta temperatura de las piezas de plástico.
  2. intensidad de las interferencias electromagnéticas (IEM)
    Las fugas magnéticas del cuerpo del transformador y las radiaciones electromagnéticas de los cables de alta tensión pueden afectar a la transmisión de la señal y deben ser tratadas:
    • Sensores: Preferidocapacitivo(alta resistencia a las interferencias electromagnéticas), evite seleccionar el tipo de flotador con elementos Hall (susceptible a las interferencias del campo magnético);
    • Cable de transmisión: debe serPar trenzado apantallado(como el tipo RVVP), y tendido independiente (alejado de cables de alta tensión de 10kV y superiores), ambos extremos de una buena conexión a tierra (resistencia de puesta a tierra ≤ 4Ω).
  3. Requisitos de ensuciamiento y protección contra explosiones
    • Zonas exteriores sucias (por ejemplo, zonas industriales, costas): es necesario seleccionar la carcasa del sensor.IP65 y superior(a prueba de polvo, a prueba de lluvia), material prioritario acero inoxidable (resistente a la corrosión);
    • Entornos antideflagrantes (por ejemplo, subestaciones químicas): debe utilizarseGrado antideflagrante Ex d IIB T4 y superiordel sensor para evitar el peligro causado por las chispas eléctricas.

III. Definición de los requisitos de funcionalidad y O&M (objetivos básicos)

Basándose en el posicionamiento funcional del sistema de vigilancia, seleccione una configuración técnica que cumpla los requisitos:

 

  1. Requisitos de precisión de las mediciones
    • Supervisión de precisión (por ejemplo, mantenimiento del estado del transformador principal): Selección deCapacitivo o magnetostrictivo(Error ≤ ±0,5% FS), admite la supervisión continua del nivel de aceite para el análisis de tendencias;
    • Alarma de base (sólo nivel de aceite alto y bajo): seleccionablefloat(Error ≤±2% FS), de bajo costo, para satisfacer la demanda de alarmas de conmutación puede ser.
  2. Transmisión de señales y compatibilidad
    Necesidad de compatibilidad con el sistema de control remoto (por ejemplo, SCADA, back office) para evitar problemas de "incompatibilidad de señales":
    • Subestaciones convencionales (analógicas): Selección deSalida analógica de 4-20 mALos sensores se conectan directamente al PLC o RTU;
    • Subestaciones inteligentes (basadas en la digitalización): apoyo selectoProtocolos IEC 61850/MODBUSLos sensores digitales se conectan al terminal inteligente a través de Ethernet o RS485 para realizar la interoperabilidad de los datos.
  3. Requisitos de alarma y conexión
    • Requisitos básicos: Admite al menos 2 conjuntos de salidas de conmutación para "Alarma de nivel de aceite bajo" (falta de aceite) y "Alarma de nivel de aceite alto" (desbordamiento de aceite);
    • Requisitos avanzados: ser compatibleAlarma de cambio repentino del nivel de aceite(por ejemplo, un descenso rápido del nivel de aceite en un breve periodo de tiempo se considera una fuga de aceite) y la lógica de protección de la conexión (por ejemplo, un nivel bajo de aceite bloquea la regulación de la tensión en carga).
  4. Función de compensación de temperatura
    El aceite del transformador debido a los cambios de temperatura producirá "falso nivel de aceite" (la temperatura del aceite aumenta → expansión del volumen de aceite → falso nivel de aceite alto), necesita confirmar si el sensor está con elCompensación de temperatura integrada::
    • Exteriores o escenarios con grandes diferencias de temperatura (diferencia de temperatura día/noche ≥ 20°C): Deben seleccionarse sensores con compensación de temperatura (por ejemplo, capacitivos + adquisición de temperatura PT100) para garantizar datos reales del nivel de aceite;
    • Entorno interior de temperatura constante: puede simplificarse sin compensación forzada de temperatura.

IV. Equilibrio entre fiabilidad y coste (adecuación económica)

Optimizar los costes de toda la vida útil satisfaciendo la demanda y evitando el "sobrediseño" o el "bajo precio, baja calidad":

 

  1. Inversión inicial frente a costes de funcionamiento
    Tipo de programa Coste inicial Dificultad de funcionamiento y mantenimiento Escenarios aplicables
    Tipo flotador (conmutación) bajar (la cabeza) Media (requiere una inspección periódica de los componentes mecánicos) Pequeña y mediana capacidad, requisitos básicos de alerta
    Capacitiva (analógica) medio Bajo (sin desgaste mecánico) Gran capacidad, control de precisión, fuerte entorno electromagnético
    Ultrasonidos (digital) su (honorífico) Bajo (medición sin contacto) Conservador de aceite de estructura especial (por ejemplo, corrugado), entorno a prueba de explosiones
  2. Compromisos en el diseño de la redundancia
    • Subestaciones no críticas (por ejemplo, terminales de distribución): un solo sensor + cable de repuesto, sin necesidad de redundancia;
    • Subestaciones críticas (por ejemplo, estaciones centrales, transformadores principales de centrales eléctricas): deben ser de doble sensor (alimentación independiente, transmisión independiente), y dividirse en diferentes dispositivos de medición y control para garantizar "una copia de seguridad, un uso".

V. Verificación de la conformidad y la compatibilidad (garantías finales)

  1. Cumplimiento de las normas: Elija productos que cumplan las normas del sector, como "DL/T 1502-2016 Technical Conditions for Transformer Oil Level Monitoring Devices", para evitar productos no estándar que no puedan conectarse al sistema de supervisión de potencia;
  2. compatibilidad de interfacesConfirme que la fuente de alimentación del sensor (normalmente DC24V) y la interfaz de señal (por ejemplo, terminal 4-20mA, interfaz RS485) son compatibles con el dispositivo de medición y control in situ para evitar reprocesamientos debidos a "desajuste de interfaz";
  3. Servicios a los fabricantesSe da prioridad a los fabricantes que tienen un historial en la industria energética, ofrecen puesta en marcha in situ (por ejemplo, calibración del nivel de aceite) y protección posventa (por ejemplo, 1 año de garantía), con el fin de reducir el riesgo de funcionamiento y mantenimiento a posteriori.

Resumen: Proceso de decisión sobre la selección

  1. 1. Confirmar los parámetros del transformador (capacidad, tipo de conservador de aceite) → 2. Evaluar el entorno del emplazamiento (temperatura, electromagnético, a prueba de explosiones) → 3. Definir los requisitos funcionales (precisión, transmisión, alarmas) → 4. Equilibrar coste y fiabilidad → 5. Verificar el cumplimiento y la compatibilidad.

 

Mediante los pasos anteriores, puede asegurarse de que la solución seleccionada "se adapta al lugar, satisface las necesidades, es estable y fiable", y evitar la distorsión de la supervisión del nivel de aceite o el fallo del equipo debido a una selección inadecuada.

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