¿Qué es un medidor de temperatura de transformadores?

¿Qué es un medidor de temperatura de transformadores?

El dispositivo de medición de la temperatura del transformador es un aparato automatizado especialmente diseñado para supervisar y controlar la temperatura de las partes críticas del transformador en tiempo real. Mide continuamente la temperatura en el interior del transformador (principalmente devanados y aceite aislante) mediante sensores de temperatura de alta precisión y convierte las señales de temperatura en datos visualizados. Y lo que es más importante, es un sistema de protección inteligente que puede realizar automáticamente una serie de operaciones, como dar la alarma, activar el sistema de refrigeración o cortar directamente el suministro eléctrico del transformador cuando la temperatura alcanza el valor de advertencia preestablecido, con el fin de evitar daños permanentes en el equipo por sobrecalentamiento.

¿Por qué es tan importante controlar la temperatura?

La vida útil de un transformador depende en gran medida de la salud de sus materiales aislantes internos, y la temperatura es el principal factor que afecta al envejecimiento del aislamiento. Las temperaturas excesivas pueden acelerar drásticamente la descomposición química y el deterioro físico de los materiales aislantes, haciéndolos quebradizos y perdiendo resistencia de aislamiento. Por lo tanto, la monitorización precisa de la temperatura es esencial para evitar daños por sobrecalentamiento, ampliar significativamente la vida útil del transformador mediante el control de la temperatura de funcionamiento dentro de un rango razonable, y proporcionar una base clave para juzgar la capacidad de carga del transformador. Los cambios anormales en la temperatura son también una indicación temprana de fallo interno y pueden proporcionar información valiosa para el mantenimiento preventivo.

¿Cuáles son los principales lugares que vigila?

La tarea principal de un dispositivo de medición de la temperatura del transformador es controlar los dos puntos que mejor reflejan la salud del equipo:

1. Temperatura del devanado: el devanado es la principal fuente de calor cuando el transformador está funcionando, su temperatura interna es el punto más alto, es decir, "la temperatura del punto caliente del devanado", es decidir si el transformador puede ser un funcionamiento seguro de las limitaciones fundamentales. Se trata de los indicadores de seguimiento más críticos.

2. Temperatura del aceite superior: en los transformadores sumergidos en aceite, el aceite aislante es el principal medio de refrigeración. La temperatura del aceite superior puede reflejar de forma exhaustiva la generación general de calor del transformador y la eficacia de refrigeración del sistema de refrigeración.

¿Cómo funciona el medidor de temperatura?

Según el tipo de transformador, el principio y la tecnología de medición de la temperatura varían.

Medición de la temperatura de los transformadores sumergidos en aceite: Tradicionalmente, se utiliza el "método de simulación térmica". En este método, la temperatura del aceite se mide directamente mediante un paquete sensor de temperatura colocado en la capa superior del aceite del transformador. Al mismo tiempo, una pequeña corriente proporcional a la corriente de carga del transformador fluye a través de un elemento calefactor dentro del dispositivo de medición de temperatura, que se coloca junto al paquete para simular el aumento de temperatura de los devanados debido a la corriente de carga. Finalmente, el dispositivo muestra el valor superpuesto de la temperatura del aceite y el aumento de temperatura simulado, reflejando así indirectamente la temperatura del punto caliente del bobinado.

Medición de la temperatura del transformador en seco: esta forma es más directa. En el proceso de fabricación, el RTD de platino Pt100 y otros sensores de temperatura se incrustan directamente en el devanado trifásico interno. El dispositivo de medición de temperatura mediante la conexión de estos sensores, la medición en tiempo real de sus cambios de valor de resistencia, y de acuerdo con la precisa "resistencia - temperatura" correspondencia, calcula directamente la temperatura real del devanado.

Medición de la temperatura mediante fibra óptica fluorescente: actualmente es la tecnología de medición de la temperatura más avanzada y precisa. En la fabricación de transformadores, se colocan sensores de fibra óptica fluorescente no conductores directamente en las espiras del bobinado. El principio es utilizar un material fluorescente específico en la excitación del pulso de luz, su tiempo de decaimiento de fluorescencia y la temperatura tiene una correspondencia precisa. Como la propia fibra óptica está aislada y no está sujeta a ninguna interferencia electromagnética (EMI), permite la medición más directa, segura y precisa de los puntos calientes del bobinado, especialmente en el caso de transformadores importantes con altos niveles de tensión y requisitos de alta fiabilidad.

Funciones principales del medidor de temperatura

Un dispositivo completo de medición de la temperatura del transformador suele tener las siguientes funciones básicas:

1. Medición y visualización de datos: Mide con precisión la temperatura de los devanados y del aceite en tiempo real y la muestra en ciclos.

2. Control del sistema de refrigeración: cuando la temperatura alcanza el valor preestablecido de "arranque del ventilador", cierra automáticamente el relé y pone en marcha el ventilador o la bomba de aceite para la refrigeración forzada; cuando la temperatura desciende, cierra automáticamente el sistema de refrigeración.

3. Función de alarma: cuando la temperatura supera el valor de "alarma" establecido, la señal de conmutación de salida y los avisos sonoros y luminosos notifican al operario que debe prestar atención.

4. Protección de disparo por sobretemperatura: Cuando la temperatura alcanza el límite del equipo para soportar el valor de "disparo", la salida de una señal de conmutación decisiva, cortar directamente la fuente de alimentación del transformador, la aplicación del más alto nivel de protección.

5. Comunicación y transmisión remota: generalmente equipado con RS485 y otras interfaces de comunicación, puede transmitir todos los datos de temperatura y el estado del equipo al sistema de monitorización de fondo, para lograr la monitorización remota y desatendida.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

P: ¿Por qué los dispositivos de medición de temperatura tienen dos puntos de temperatura diferentes para "alarma" y "disparo"?
R: Se trata de una protección graduada y una gestión preventiva. El punto de temperatura de "alarma" más bajo sirve como advertencia temprana, indicando al operador que la temperatura del transformador es alta y que es necesario comprobar la normalidad de la carga o del sistema de refrigeración, dando la oportunidad de intervenir manualmente. El punto de temperatura de "desconexión" más alto es la última línea de defensa, ya que indica que la temperatura ha alcanzado el límite peligroso y debe cortarse inmediatamente el suministro eléctrico para evitar accidentes graves, como la combustión del equipo.

P: ¿Cuál es la diferencia habitual entre la temperatura del bobinado y la del aceite superior?
R: Esta diferencia se denomina "aumento de temperatura del bobinado al aceite", no es un valor fijo, sino que cambia con la carga del transformador. Cuanto mayor es la carga, más corriente circula por los bobinados, más calor se genera y mayor es esta diferencia de temperatura. A plena carga, esta diferencia puede alcanzar de 20 a 30 grados centígrados o incluso más, según el diseño y el método de refrigeración del transformador.

P: ¿Qué hace que los dispositivos de medición de temperatura por fibra óptica fluorescente sean superiores a los métodos tradicionales?
R: La principal ventaja radica en tres puntos: Primero, "directo", está directamente en contacto con el bobinado, la medición es la temperatura real del punto caliente, en lugar de valores analógicos; Segundo, "exacto", alta precisión de medición, rápida velocidad de respuesta; Tercero, "seguro". En tercer lugar, es "seguro", la propia fibra óptica es un aislante, completamente libre de la interferencia de alta tensión y fuerte campo electromagnético, lo que elimina fundamentalmente la posibilidad de introducir riesgos eléctricos debido a la medición de la temperatura.

P: ¿Puedo añadir un dispositivo de medición de temperatura a mi antiguo transformador?
R: En el caso de los transformadores de tipo seco, es muy difícil reequiparlos posteriormente si los sensores no están preinstalados en el momento de la fabricación. Para los transformadores sumergidos en aceite, es fácil reequipar o sustituir el termostato tradicional que mide la temperatura superior del aceite y simula la temperatura del devanado. Sin embargo, para lograr la medición de temperatura por fibra óptica, es necesario volver a la fábrica de revisión o fabricación de fibra óptica preincorporada, no se puede retroadaptar al campo dentro del devanado.